尖晶石耐火材料
尖晶石质耐火材料的特性_生产与应用
表 3 尖晶石浇注料的理化指标对比
性 能
研 制 品 日本产品
化学组成 ( %) Al2O3 ( MgO) 体积密度 (g/ cm3) 1500 ℃,3h
90 (6) 2. 86
91 (6) 2. 93
抗折强度 (MPa) 1500 ℃,3h
16. 32
14. 70
耐压强度 (MPa) 1500 ℃,3h
尖晶石质耐火材料的特性 、生产与应用
宫长伟
(本溪冶金高等专科学校冶金工程系 ,辽宁 本溪 117022)
摘 要 :镁铝尖晶石质浇注料是一种新型耐火浇注料 ,近年来已受到国内外的高度重视 。本文介绍了镁铝尖晶石的特 性 、合成方法及尖晶石质耐火材料在国内的应用 。 关键词 :镁铝尖晶石 ;浇注料 ;矾土 ;线膨胀 中图分类号 : T G110 文献标识码 :A
效果 。该种浇注料应用具有一定的发展前景 ,由于受 浇注料开发工艺 、生产设备等因素的限制 ,目前我国 的钢铁企业仍多采用定型耐火材料 ;因此在立足于国 内资源 ,开发应用镁铝质浇注料方面 ,我们仍需做很 多工作 。
参考文献
〔1〕大石泉. 盛钢桶用铝 —尖晶石浇注料的使用结果〔P〕. 国外耐火材料 ,1991 (1) :23. 〔2〕江副正信. 尖晶石的特性及在耐火材料中的应用〔P〕. 国外耐火材料 ,1991 (10) :21. 〔3〕周宁生等. 矾土基高铝 —尖晶石质钢包浇注料的研制与应用〔P〕. 耐火材料 1996 ,30 (4) 207～211. 〔4〕陶新霞等. 钢包用铝 —尖晶石浇注料的研制〔P〕. 耐火材料 1994 (6) :12.
镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石的耐火材料合成固相法是最常用的一种合成方法。
其合成步骤包括三个关键步骤：粉末混合、烧结和煅烧。
首先，将镁铝氧化物粉末按照一定的配比混合均匀，一般采用球磨机进行粉末混合。
接下来，将混合后的粉末进行烧结，这是将混合的粉末通过高温下的压力加热至一定温度，使其在固态下反应生成尖晶石相的过程。
最后，对烧结后的样品进行煅烧处理，以进一步增强材料的致密性和力学性能。
溶胶-凝胶法是一种新兴的合成方法，主要步骤包括溶胶制备、凝胶形成和热处理。
首先，在溶剂中溶解适量的镁和铝的源。
然后，通过控制溶液的pH值、温度和浓度等条件，形成凝胶。
最后，将凝胶进行热处理，即在一定温度下进行干燥和煅烧，使其形成尖晶石结构。
电化学合成法通常通过电解电池在一定电流和电压下产生离子反应，促进尖晶石相的形成。
其合成步骤包括电解液制备、电解反应和电沉积。
首先，将镁铝的源物质溶解在电解液中，制备电解液。
然后，将阳极和阴极置于电解液中进行电解反应。
在电解的过程中，通过调控电流和电压，促使离子在电解液中形成尖晶石相的沉积层。
水热合成法是一种研究较早的合成方法。
其合成过程是通过在水热条件下，利用热力学原理和化学相互作用，使镁铝的源物质逐渐沉积形成尖晶石晶体。
水热合成的关键参数包括反应温度、反应时间和反应介质的化学性质等。
总结而言，镁铝尖晶石的耐火材料合成主要包括固相法、溶胶-凝胶法、电化学合成法以及水热合成法。
每种方法都有其适用的领域和优势，实际应用中需要根据具体情况选择合适的合成方法。
镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石的耐火材料合成
镁铝尖晶石（Mg-Al-Spinel）是一种常用的高温耐火材料，它具有良
好的热稳定性、耐腐蚀性和化学稳定性，在高温环境下具有良好的绝缘性能。
对于高温耐火材料，最重要的是它们具有良好的耐火性能，因此，有
必要深入了解镁铝尖晶石合成的耐火材料。
首先，镁铝尖晶石合成的耐火材料的基本成分是硅、镁和铝，它们可
以通过熔炼、混合和烧结制备而成。
熔炼时先将硅和铝加入高熔点的镁，
使它们完全溶解，然后将溶液冷却，当温度适当时，就可以形成一定的粒
度的镁铝尖晶石，这样就能成功地完成合成。
其次，混合的成分是镁、铝和硅，它们都具有较高的熔点，因此需要
高温熔炼，才能得到镁铝尖晶石的粉末。
混合的比例要求是Mg：Al：Si
＝2：1：4，这样才能保证合金的性能。
由于镁铝尖晶石的成分是固溶体，所以混合前应该先将镁、铝和硅熔炼分别，并将混合温度降到合适的温度，这样就能保证得到质量较好的尖晶石粉末，有利于表面的烧结。
最后，将混合的尖晶石粉末重新加热，在适当的温度和压力下，它们
可以形成原子之间紧密的等位结构，这可以有效地提高材料的抗高温腐蚀
性能，从而得到最终的高温耐火材料。
耐火材料与燃烧概论4
耐火材料与燃料燃烧讲义
15
2400 2350 Al2O3 2000
温度，℃
1995
1600
Cr2O3
1720
Fe2O3 1200
0
20
40 R2O3,mass%
60
80
图4-5 MgO-R2O3系相图
耐火材料与燃料燃烧讲义 16
R2O3 固溶于方镁石中，形成阳离子空穴，因此能够促进烧结。其促进 烧结的影响顺序可排列如下：Fe3+>Cr3+>Al3+。 以MgO-MgO· R2O3体系中固溶同量R2O3而论，由于MgO· Cr2O3的熔点最高， 同方镁石的共熔温度最高，溶解量也较高。溶于方镁石形成固溶体后开始 出现液相温度最高，故在镁质耐火材料中，除高纯镁石材料外，含铬尖晶 石的镁质耐火材料是最优秀的。
方镁石是氧化镁唯一的结晶形态，属等轴晶系， NaCl 型晶体结构。 晶格常数和真密度分别随煅烧温度的升高而增大和减小。充分烧结的方 镁石晶格常数可达4.20Å，真密度为3.61g/cm3。 方镁石的化学活性很大，极易与水或大气中的水分进行水化反应。
耐火材料与燃料燃烧讲义
4
方镁石属离子晶体，离子间静电引力大，晶格能高达 3935kJ/mol，故 熔点很高，达2800℃。但是，当温度达1800℃以上，便可产生升华现象而 且其稳定性随温度提高和压力减小而降低。 方 镁 石 构 成 的 耐 火 材 料 在 1600℃ 以 上 的 还 原 气 氛 中 极 易 被 还 原 。 MgO+C=Mg(g)+CO(g)最低反应温度如下表所示。
耐火材料与燃料燃烧讲义
2
(2) 直接结合镁砖：以高纯烧结镁砂为原料，经烧结制成的，MgO含 量95%以上，是方镁石晶粒间直接结合的镁质耐火制品。
高性能钢包耐火材料用镁铝尖晶石
高性能钢包耐火材料用镁铝尖晶石Raymond P.RacherAlmatis Inc.501West Park RoadLeetsdale,PA15056,USARobert W.McConnellAlmatis Inc4701Alcoa RoadBauxite,AR72011USAAndreas BuhrAlmatis GmbH,Olof-Palme-Str.37,D-60439Frankfurt/MainGermany摘要优质钢的生产要求钢在钢包中进行更多的处理。
这对钢包用耐火材料有显著的影响，例如需要透气砖等高性能功能耐火材料。
增加出钢温度，较长的停留时间，侵蚀性更强的二次冶炼等操作的改变要求耐火材料衬更薄，寿命更长。
这些综合因素重新唤起了对镁铝尖晶石研究的兴趣。
镁铝尖晶石已经作为各种类型用于炼钢用耐火材料很多年了。
本文阐述了尖晶石的生产、理化性能和使用性能，也讨论了尖晶石应用的进展情况。
1 引言本文讨论了镁铝尖晶石的结构、性能和应用，尤其描述了镁铝尖晶石在生产洁净钢用耐火材料上的优点。
镁铝尖晶石由于强的抗渣侵蚀性、优良的抗热震性和高温强度高等特点，越来越多的被应用于炼钢用耐火材料。
20世纪60年代中期最初生产的尖晶石耐火材料是通过氧化铝和镁砖中的方镁石的原位反应制备的，用于水泥窑的内衬。
高质量的预合成尖晶石使得发展优质不定形耐火材料和耐火砖成为可能。
2 性能2.1 结构镁铝尖晶石是具有相同晶体结构的氧化物中的一种，这种晶体结构称为尖晶石结构。
尖晶石组有二十多种氧化物，但只有很少数是常见的。
尖晶石组的结构式是AB2O4,这里A代表二价金属离子，例如镁、铁、镍、锰和/或锌，B代表三价金属离子，例如铝、铁、铬或锰。
除非特别指明，本文的尖晶石表示MgAl2O4,矿物尖晶石是二元系统MgO–Al2O3的唯一化合物。
尖晶石族矿物的明显特征是，它是一种组分可被替代的固溶体，尖晶石组分中一种或两种都可以被这组矿物中的其他组分大量的代替，而且是在晶体结构不改变或晶格没有任何变形的情况下。
66烧结尖晶石粉
66烧结尖晶石粉
66烧结尖晶石粉是一种高温材料，由66烧结尖晶石粉体制成。
烧结尖晶石材料具有优良的耐火性能和高温稳定性，能够抵抗高温和化学腐蚀。
它通常用于耐火材料、电子陶瓷、金属陶瓷等领域。
烧结尖晶石粉是通过将原材料进行混合、研磨、成型和高温烧结等工艺步骤制得。
烧结过程中，粉末颗粒之间发生结晶和熔融，使得物质形成坚固的晶界连接，形成致密的结构。
这种结构使得烧结尖晶石粉具有出色的物理和化学性能。
烧结尖晶石粉在耐火材料领域中应用广泛，尤其用于高温炉窑、耐火砖、耐火涂料等耐火材料的制作。
它能够抵抗高温、热震、化学侵蚀等极端条件，常用于钢铁、耐火材料、玻璃、水泥等行业。
此外，烧结尖晶石粉还可用于制备电子陶瓷和金属陶瓷等材料。
它具有良好的绝缘性能、高温稳定性和机械强度，可用于制作电子元件、磁性材料、热敏电阻器等。
总之，66烧结尖晶石粉是一种耐火、高温稳定的材料，适用
于耐火材料、电子陶瓷、金属陶瓷等领域的制作。
它具有出色的物理和化学性能，能够在极端条件下保持稳定性。
Al_2O_3-MgAl_2O_4-C耐火材料的尖晶石化与性能
和 显 微 结 构 的 影 响 ，每 次 循 环 加 热 时 ，在 １６ ０ ０ ℃保 温 ２ ｈ的 条件 下 进 行 。结 果 发 现 ，尖 晶 石 的形 成 率 及 其 伴 随 的 体 积 膨 胀 非 常 依 籁 反 应 物 的活 性 和 粒 度 。 当 反 应 物 很 细 以 及 活 性 大 时 ， 有大 量 的 尖 晶 石 形 成 ：反 之 ，反 应 物
２８ ・
・
ＲＥ ＲＡＣ ０Ｒ ＥＳ ＆ Ｌ ＭＥ Ｆ Ｔ Ｉ Ｉ
Ｊｎ ２ １ ｕ．０ １
Ｖｏ ．６ Ｎ ． １ ｏ３ ３
Ａｌ 一 ＡＩ 一 耐火材 料 的 ｚ Ｍｇ ２ Ｃ Ｏ３ ０４ 尖 晶 石化 与性 能
摘 要 ：研究了Ｍ Ｏ和 Ａ２ 的粒厦对 Ａ 一 ｇ ！ Ｃ耐火材料中的尖晶石形成及其伴随的重烧水久线变化 ｇ Ｉ） （ Ｉ Ｍ Ａ 一 ０ ｕ
生 坯 试 样 在 （ １ ＿ ） ℃ 干 燥 后 ，在 １６ ０ 下 热 １０ ５ ＋ ０℃
例 如 Ｍｇ Ｏ和 Ａ ２， ｌ ）伴 随有 ５ ０ ％的体 积膨 胀 ，使 得 砖 中的 气 孔 体 积 显 著 减 小 。 由 于这 个 体 积 膨 胀 ， Ａ Ｍｇ Ｉ Ｃ砖 在使 用 期 间产 生 残余 膨 胀 ，即 １ 一 Ａ２ 一 Ｏ ０
些 耐 火 材 料 通 常 由 大 于 ８ ％ 的 Ｍｇ 或 Ａ ， 、 ０ Ｏ（ ｌ ） Ｏ １ ％～ ５ ０ １ ％的 石 墨 以及 少 量 的 树 脂 和 抗 氧 化 剂 构 成 。由 于炼 钢工 艺 的 快 速 发展 ，需 要 耐火 材 料 与
氧化镁铁铝尖晶石耐火材料的制备
第28卷第6期 硅 酸 盐 通 报 Vol .28 No .6 2009年12月 BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY Dece mber,2009 氧化镁铁铝尖晶石耐火材料的制备张君博1,2,肖国庆2,刘兴平1,范咏莲1,刘 斌1,张正富1(1.中冶集团建筑研究总院耐火材料研究所,北京 100088;2.西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055)摘要:以铁铝尖晶石和镁砂为原料,采用烧结法制备了氧化镁铁铝尖晶石耐火材料。
检测了各烧后试样的体积密度、显气孔率和常温耐压强度,利用应力应变法检测了烧后试样的弹性模量,利用X 射线衍射(XRD )检测了烧后试样的物相组成,采用扫描电子显微镜(SE M )观察和分析了烧后试样的显微结构。
研究结果表明:1600℃时各试样体积密度最大,显气孔率最小,试样达到了烧结;镁砖中加入铁铝尖晶石会引起材料常温强度降低,铁铝尖晶石加入量在3%～4%为宜;铁铝尖晶石以颗粒形式加入的试样的弹性模量比以细粉形式加入的试样要大,所以铁铝尖晶石以颗粒形式加入的试样的抗热震性相对较好;热力学计算表明:当加热温度高于182℃时,Mg O 与Fe A l 2O 4开始反应生成Mg A l 2O 4;从显微结构照片也可以看出,Mg O 与Fe A l 2O 4中的FeO 发生互扩散,Fe O 扩散进镁砂颗粒中,M g O 扩散进铁铝尖晶石内部,与A l 2O 3反应生成Mg A l 2O 4,在镁砂颗粒周围形成Mg A l 2O 4环,并伴有微裂纹产生。
关键词:镁铁铝尖晶石耐火材料;弹性模量;抗热震性中图分类号:Q175 文献标识码:A 文章编号:100121625(2009)0621143206Prepara ti on of M agnesi a 2hercyn ite Refractor i esZHAN G Jun 2bo 1,2,X I AO Guo 2qing 2,L I U X ing 2ping 1,FAN Yong 2lian 1,L I U B in 1,ZHAN G Zheng 2fu1作者简介:张君博(19832),男,硕士.主要从事水泥回转窑及炼铁系统用耐火材料的研究及应用。
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北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。
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山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
三字经
人之初，性本善。
性相近，习相远。
苟不教，性乃迁。
教之道，贵以专。
昔孟母，择邻处。
子不学，断机杼。
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窦燕山，有义方。
教五子，名俱扬。
养不教，父之过。
教不严，师之惰。
子不学，非所宜。
幼不学，老何为。
玉不琢，不成器。
人不学，不知义。
为人子，方少时。
亲师友，习礼仪。
香九龄，能温席。
孝于亲，所当执。
融四岁，能让梨。
弟于长，宜先知。
首孝悌，次见闻。
知某数，识某文。
一而十，十而百。
百而千，千而万。
三才者，天地人。
三光者，日月星。
三纲者，君臣义。
父子亲，夫妇顺。
曰春夏，曰秋冬。
此四时，运不穷。
曰南北，曰西东。
此四方，应乎中。
曰水火，木金土。
此五行，本乎数。
十干者，甲至癸。
十二支，子至亥。
曰黄道，日所躔。
曰赤道，当中权。
赤道下，温暖极。
我中华，在东北。
曰江河，曰淮济。
此四渎，水之纪。
曰岱华，嵩恒衡。
此五岳，山之名。
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曰士农，曰工商。
此四民，国之良。
曰仁义，礼智信。
此五常，不容紊。
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