【摘 要】
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镁锆砖是应用于精炼钢包和RH精炼炉的一种优质的耐火材料,制备镁锆砖需要性能优异的镁锆质耐火原料。本文首先通过热力学计算和相图分析预测镁锆砂中物相组成;然后研究了不同品位菱镁矿对镁锆砂性能的影响;考察了脱硅锆的添加量对镁锆砂性能的影响;研究了添加不同稀土氧化物对合成镁锆砂性能的影响。主要结论如下。（1）通过相图平衡和热力学计算,在合成镁锆砂中MgO为第一相,添加的氧化锆为第二相,菱镁矿中CaO、Si
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镁锆砖是应用于精炼钢包和RH精炼炉的一种优质的耐火材料,制备镁锆砖需要性能优异的镁锆质耐火原料。本文首先通过热力学计算和相图分析预测镁锆砂中物相组成;然后研究了不同品位菱镁矿对镁锆砂性能的影响;考察了脱硅锆的添加量对镁锆砂性能的影响;研究了添加不同稀土氧化物对合成镁锆砂性能的影响。主要结论如下。（1）通过相图平衡和热力学计算,在合成镁锆砂中MgO为第一相,添加的氧化锆为第二相,菱镁矿中CaO、Si O2含量影响试样的物相组成。（2）菱镁矿中的杂质含量影响合成镁锆砂中的物相组成和烧结性能。含MgO量高的试样低熔点杂质物相少,烧结程度最差;含CaO量较高的试样存在低熔点杂质物相和高熔点的杂质物相较多,烧结程度次之;含Si O2量较高的试样存在的杂质物相多,烧结程度最好;含CaO量较高的镁锆砂试样中生成了Ca Zr O3,产生微裂纹;存在Zr O2发生相变,产生微裂纹;试样中不同物相的热膨胀系数失配,产生微裂纹。以上三种微裂纹与主裂纹相互作用,提高了试样的热震稳定性。（3）三种菱镁矿制备的镁锆砂试样,随着烧结温度的升高烧后试样收缩率增大;随着脱硅锆添加量增加收缩率反而降低;含CaO量较高的烧结试样的体积密度和常温耐压强度随着脱硅锆添加量增加而提高。随着脱硅锆添加量增大,提高了镁锆共晶的化学相容性,促进了方镁石晶粒的异常长大,造成方镁石晶粒的缺陷,从而使方镁石晶粒产生穿晶断裂;添加的脱硅锆以第二相存在,在试样中起到钉扎、粘结作用,有利于裂纹偏转和裂纹终止,提高了试样的热震稳定性。（4）添加稀土氧化物提高了烧后试样的相对密度,降低了显气孔率,提高了试样的烧结性能。添加稀土CeO2的烧后试样中Ce4+进入氧化镁晶格Mg2+,使氧化镁晶格活化,造成氧化镁晶格常数变大,在氧化镁晶格内部产生微裂纹;稀土离子进入氧化锆晶格形成了稳定的四方氧化锆固溶体,抑制了方镁石晶粒的异常迁移,在冷却中产生微裂纹。两种微裂纹共同作用,降低主裂纹的内应力,抵消了热震时主裂纹断裂表面能,提高了试样的断裂韧性。
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