耐火材料第六章 尖晶石耐火材料
【原料】环境友好型耐火材料之网红---镁铝尖晶石；
【原料】环境友好型耐火材料之网红---镁铝尖晶石；1.原料性质铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用Al O含量76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均化工艺，在超高温隧道窑中经1800°C以上高温烧结而成，体积密度大，矿物相含料。
镁铝尖晶石属于等轴晶系矿物，n=1.715,硬度=8,相对密3.55。
高纯的镁铝尖晶石无色，但含微量Cr3+时呈红色，含Cr 3+大于15%时呈绿色，含少量Fe3+时为草绿色，含Fe2+时呈天蓝色。
自然条件下形成的镁铝尖晶石晶体的化学稳定性很好，因而常见于漂砂矿床中。
发育良好、成分纯净的镁铝尖晶石晶体不水化，也不与酸反应。
2.烧结镁铝尖晶石MgO -Al2O3系统的相图如图6-9所示，系统中唯一的二元化合物为镁铝尖晶石MA。
镁铝尖晶石对 MgO和Al2O3的固溶范围很宽。
在2000°C左右，镁铝尖晶石可以固溶约10%的MgO,或者高达 20%的Al2O3。
尖晶石的合成反应可以看成半径较大的氧离子近似不动，而铝、镁离子在氧离子堆积体内相互扩散的过程。
合成中，氧化镁和氧化铝接触反成形成镁铝尖晶石中间层，镁铝尖晶石中间层靠近方镁石的部分为富镁尖晶石，靠近氧化铝的部分为富铝尖晶石，中间的部分则为Mg2+、Al3+的扩散通道。
合成时，以轻烧镁粉、工业氧化铝或优质矾土为原料，经配合、磨细、成型、煅烧制得镁铝尖晶石原料。
从合成镁铝尖晶石的机理可以推知：增大原料细度、提高成型压力、升高合成温度都有利于合成反应。
换句话说，减小扩散距离、增大接触面积、提高扩散能力都有利于镁铝尖晶石的合成反应。
我国黑色冶金工业标准YB/T 131—1997规定了烧结镁铝尖晶石砂的技术条件，见表6-25。
3.电熔镁铝尖晶石电熔镁铝尖晶石采用轻烧镁粉、工业铝氧或优质矶土为原料，经配合、熔融、冷却、破碎后制成。
电熔镁铝尖晶石的主要优点是晶体发育好、晶粒尺寸大、组织结构致密，抗侵蚀性强。
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。
尖晶石耐火材料
使用特点
钢水精炼过程中使用的尖晶石耐火材料主要分为尖晶石砖和尖晶石浇注料两种。在显微结构上，尖晶石矿物 均匀地分布在方镁石中，晶体尺寸在5~20μm之间，故镁铝尖晶石砖的热震稳定性和抗渣性较好。
理想的尖晶石的成分为：Al2O38%~20%，CaO0.5%~1.0%，Fe2O30.2%~0. 8%，SiO2<0.4%，BO等碱性杂质 <0.3%，其余的成分为MgO。在这些合适的范围内，当加人ZnO时，其热震稳定性提高，8次热循环后(从1000℃高 温中取出，放入空气中骤冷)，强度几乎不变，仍在200MPa以上，同时抗渣性也表现较好。国外学者研究了Al2O3 含量分别为47%和69%的富镁、富铝尖晶石抗CaO-AlO3-SiO2渣的侵蚀性，结果表明：富镁尖晶石有较好的抗渣侵 蚀性，在渣和耐火材料界面上生成的MgO(Al，Fe)2O3复合尖晶石层的量与尖晶石中的氧化镁含量成正比，它抑制 了渣的直接侵蚀；富铝尖晶石有良好的抗渣渗透性，耐火材料中的氧化铝和渣中的氧化钙反应，在钢渣-耐火材料 界面上生成CaO-Al2O3化合物，可以抑制渣的渗透，尤其是高碱度炉渣的渗透。
(2)湿化学法。采用湿化学方法，如氢氧化物共同沉淀法、碱土金属无机盐或有机盐的溶胶-凝胶法喷雾干燥 法和冷冻干燥法等，可成功制备高纯尖晶石粉末。
(3)高能球磨法。高能球磨法最初用来制备纳米材料，随着研究的不断深人，现被用来合成尖晶石材料。利 用机械能直接参与或引发化学反应是一种面会产 生许多破键，使粉末内部存储大量的变形能和表面能。这样，一方面可降低烧结温度，另一方面，由于长时间粉 磨，会促使非晶态物质的形成。
镁铝尖晶石质耐火材料
镁铝尖晶石(也称尖晶石)的化学式为MgO。Al2O3含MgO 28.3%， Al2O371.7%熔点2135℃，镁铝尖晶石与镁 铬砖相比，主要优点是对还原气氛、游离CO2、游离SO2/SO3及游高K2O/Na2O的抗侵蚀性强，以及具有较好的热 振稳定性与耐磨性。尖品石质耐火材料可分为三类：方镁石-尖晶石耐火材料，Al2O3含量<30%；尖晶石一方镁石 耐火材料，Al2O3含量为30%~68% ；尖晶石耐火材料，Al2O3含量为68%~73%。
耐火材料(后五章)
引入耐火材料中。
铬矿颗粒是由通式为AO· 203 的尖晶石化合物 R
图5-8 R2O3端比例对二元混合尖晶石-硅酸盐系统固化温度的影
6、 MgO－CaO－SiO2系 7、 MgO－尖晶石－硅酸盐系
8、 MgO－ CaO －Al2O 3－ Fe2O3－SiO2 系 用五元系来描述镁质耐火材料的组成 更加实际。系统中加入FeO（熔点1370℃） 和MnO （熔点1785℃）时不产生新相，而 只以固溶体存在。镁质耐火材料包括第1、 2、3、4、5组，白云石质耐火材料包括第9、 10、11、12组。
第五章 氧化镁－氧化钙系耐火材料
主要组分为氧化镁、氧化钙或二者兼有的耐火材 料。 按化学组成分类： MgO含量在80％以上，以方镁石为主晶相的 耐火材料为镁质耐火材料； 主要矿物为氧化钙，CaO含量在95％以上的 耐火材料为石灰耐火材料； 以天然白云石为主要原料制作的耐火材料属 白云石质耐火材料。
特点：氧化镁－氧化钙系耐火材料属于碱性 耐火材料，耐火度高，抗碱性渣和铁渣侵蚀的 能力强，CaO不与钢水作用，可提高钢水的洁 净度。 用途：广泛用于氧化转炉、电炉、平炉、钢 包、炉外精炼以及有色熔炼等。
六、烧成和烧成油浸白云石砖
属于半稳定性质的白云石耐火材料，含有
一定数量的游离CaO，以钙的硅酸盐为主
要结合成分，具有较强的抗渣性、高的荷
重软化温度和较高的高温机械强度。
第三节 MgO-CaO-C系耐火材 料
一、镁碳砖的生产工艺
二、镁碳砖的结合剂 三、镁碳砖抗氧化剂
四、镁碳砖的硬化处理
五、镁碳砖的性能
第一节
镁质耐火材料
一、与镁质耐火材料 有关的物系 1、MgO－C的氧化 还原反应 氧化镁的 熔点达2800℃，但在 1800℃便产生MgO 的升华现象。
镁铝尖晶石质耐火材料发展历史
镁铝尖晶石质耐火材料发展历史
镁铝尖晶石质耐火材料是一种具有优异耐火性能的复合材料，其
发展历史可以追溯到20世纪初。
最初，人们对耐火材料的需求日益增长，特别是在冶金、玻璃、
水泥等工业领域的高温环境中。
然而，传统的耐火材料，如石膏、粘
土等存在耐火性能差、工艺复杂以及易破碎的问题，无法满足工业生
产的需求。
为了解决这一问题，科学家们开始研究新型耐火材料，并在20
世纪20年代初期，发现了镁铝尖晶石这一具有良好耐火性能的矿石。
镁铝尖晶石是一种由镁铝氧化物组成的结晶相，具有高熔点、低热膨
胀系数和出色的化学稳定性。
随着对镁铝尖晶石的深入研究，科学家们发现其晶体结构独特，
可以通过添加适量的稀土元素或其他添加剂，进一步提高材料的耐火
性能和热震稳定性。
这些添加剂可以改变材料的晶体结构、减少晶体
间的热应力，并提高材料的抗渣蚀性能和抗侵蚀能力。
20世纪后半叶，随着材料科学的发展和工业技术的进步，镁铝尖晶石质耐火材料得到了广泛应用。
它被广泛用于高温炉窑、热处理设备、玻璃熔炉等工业领域，为工业生产提供了稳定可靠的耐火保护。
目前，镁铝尖晶石质耐火材料在耐火材料领域具有重要地位，并
且不断推动着耐火材料技术的发展。
随着科技的进步，人们对高性能、多功能的耐火材料的需求也在不断增加，传统的镁铝尖晶石材料正在
不断优化和改进，以满足新的工业需求。
耐火材料第六章 尖晶石耐火材料
立方ZrO2的固溶范围
ZrO2 — MgO系统
• 稳定剂MgO有效加 入量摩尔分数为 16-26%形成立方 固溶体； • 立方固溶体长时间 加热（10001400℃）后会发 生分解，导致制品 破坏。
4
镁铬砖生产的工艺原理
热震稳定性：图6－1所示，当 铬矿与镁砂的比例为1:1时， 热震稳定性最好。 铬矿爆胀现象：当铬含量高时， 铬矿颗粒能与所接触的 Fe3O4形成固溶体，引起体 积的急剧膨胀，致使制品产 生爆胀现象，铬矿含量越高， 爆胀越严重。 抗渣性：镁砂含量越高，抗渣 性越好。这是生产镁铬砖的 基础。
部分稳定ZrO2
• 全稳定ZrO2制品的膨胀系数比较大(8.8~11.8×10-6/℃)， 影响材料的热震稳定性。 • 部分稳定ZrO2制品热震稳定性比前者好，线膨胀系数 为4.4×10-6/℃，其二是部分稳定ZrO2有一定程度的 相变，能改善材料的韧性，从而提高材料的热震稳定 性。（相变增韧原理） • 纯氧化锆耐火材料一般采用浇注成型或等静压成型， 因为天然产含氧化锆的原料为锆英砂ZrO2· SiO2(ZrSiO4)， 粒度小（无大块）；脱硅锆和工业氧化锆均为粉状。 由于资源少价格高，氧化锆经常作为添加组分，少量的 加入到普通耐火材料中，却能大大的提高材料的性能。 如锆刚玉、锆莫来石砖、铝锆碳滑板等。
立方ZrO2的固溶范围
ZrO2 — Y2O3系统
• 稳定剂Y2O3有效加入量 摩尔分数为7-40%形成 立方固溶体； • 在1000-1400℃长时间加 热不发生分解。但Y2O3 为稀缺资源，价格昂贵。 • 复合稳定剂，ZrO2-MgO 和ZrO2-CaO固溶体中加 入1-2%的Y2O3即可显著 提高其热震稳定性。加 入3-5%的Y2O3可以使固 溶体完全不分解。
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性能
普通 镁铬砖 不加 高 低
直接结合 镁铬砖 少加或不加 中等 中等
半再结合 镁铬砖 加入较多 较低 较高
再结合 镁铬砖 很多至100％ 很低 很高
电熔镁铬砂 显气孔率 体积密度
高温强度
抗蚀性 抗热震性
低一般 好中等来自较好 好较高很好 好
很高
最好 较差
镁铝尖晶石质耐火材料 定义：MgO· Al2O3 应用: ◆ 大型水泥回转窑 ◆ 玻璃窑蓄热室 ◆ 石灰窑 ◆ 电炉炉顶 ◆ 炉外精炼炉 ◆ 钢包 ◆ 连铸功能材料 根据Al2O3含量分类 方镁石-尖晶石耐火材料（Al2O3＜30%） 尖晶石-方镁石耐火材料（Al2O3 30~68%） 尖晶石耐火材料（Al2O3 68~73%） 尖晶石-刚玉耐火材料（ 73% ＜Al2O3 ＜ 90%） 刚玉-尖晶石耐火材料（Al2O3＞90%）
900～1200℃开始形成尖晶石，1400℃反应显著 ， 1550℃反应基本结束。
1、镁铝尖晶石组成
化学式：MgO· Al2O3 （ MgO28.3%，Al2O371.7%）
11
2、镁铝尖晶石合成工艺 1）原料
MgO源—— 菱镁矿、轻烧镁粉、镁砂、碳酸镁、氢 氧化镁等；
Al2O3源——铝矾土生料、铝矾土欠烧料、铝 矾土熟料、工业氧化铝、氢氧 化铝等。 外加剂——B2O3、MgCl2、MgF2、AlF3、TiO2、 Fe2O3、BC4、 BaCO3、ZnO、BaO等。
3、生产工艺：与镁铬尖晶石材料生产工艺类似
配料： 镁砂骨料＋尖晶石中颗粒＋（尖晶石细粉）＋镁砂细粉＋ 含氧化铝的细粉 尖晶石骨料＋尖晶石细粉＋镁砂细粉＋含氧化铝的细粉 矾土或刚玉骨料＋尖晶石中颗粒＋（尖晶石细粉）＋镁砂 细粉＋含氧化铝的细粉 水和纸浆废液为结合剂，摩擦压转机成型，隧道窑烧成。
第七章 含锆耐火材料
第六章 尖晶石耐火材料
（中性）
镁铝尖晶石 镁铬尖晶石
广义尖晶石化学通式：MeO· R2O3（ MeR2O4）
MgO· Al2O3
MgAl2O4
MgO· Cr2O3 MgO· Fe2O3
MgCr2O4 MgFe2O4
25-900℃ 热膨胀系数 ×10-6，℃－1
镁铬尖晶石
镁铁尖晶石
镁铝尖晶石
5.7-8.55
12
2）合成路线
■一步法烧结合成
菱镁矿+铝矾土生料→干法共磨→成型→烧成→尖晶石熟料 ■一步半法烧结合成
轻烧镁粉+铝矾土生料→干法共磨→成型→烧成→尖晶石熟料
■二步法烧结合成 菱镁矿+铝矾土生料→干法共磨→成型→轻烧（~1300℃） →破碎→成型→烧成→尖晶石熟料 ■电熔法
13
3）分类 —— 化学组成 ◆ 富镁尖晶石 ◆理论尖晶石/真尖晶石 ◆ 富铝尖晶石 —— 化学纯度 ◆ 矾土基尖晶石/中档尖晶石 ◆ 氧化铝基尖晶石/高纯尖晶石 —— 生产工艺 ◆ 轻烧尖晶石 ◆烧结尖晶石 ◆ 电熔尖晶石 4）性能 ◆ 热震稳定性良好； ◆ 抗铁渣、K2O和Na2O的硫酸盐侵蚀性强； ◆ 还原气氛下体积稳定性优良； 14 ◆ 抗游离CO2、SO2和SO3冲刷性能强。
部分稳定ZrO2
• 全稳定ZrO2制品的膨胀系数比较大(8.8~11.8×10-6/℃)， 影响材料的热震稳定性。 • 部分稳定ZrO2制品热震稳定性比前者好，线膨胀系数 为4.4×10-6/℃，其二是部分稳定ZrO2有一定程度的 相变，能改善材料的韧性，从而提高材料的热震稳定 性。（相变增韧原理） • 纯氧化锆耐火材料一般采用浇注成型或等静压成型， 因为天然产含氧化锆的原料为锆英砂ZrO2· SiO2(ZrSiO4)， 粒度小（无大块）；脱硅锆和工业氧化锆均为粉状。 由于资源少价格高，氧化锆经常作为添加组分，少量的 加入到普通耐火材料中，却能大大的提高材料的性能。 如锆刚玉、锆莫来石砖、铝锆碳滑板等。
所以，含铬矿的材料应该在弱氧化气氛下烧成。
普通镁铬砖的生产：与镁砖生产工艺类似 烧结镁砂＋铬铁矿→普通镁铬砖（镁铬砖） 骨料是镁砂和铬铁矿，细粉为镁砂。 水和纸浆废液为结合剂，摩擦压转机成型，隧道窑 1600℃烧成。 直接结合镁铬砖：生产工艺与普通镁铬砖类似 高纯镁砂＋铬精矿→≥1700℃烧成，杂质含量少， 烧成温度高，高温矿物相的直接结合率高。 —抗渣性好 —荷重软化温度＞ 1650 ℃—抗热震性优良 为了提高热震稳定性和抗渣渗透性，目前生产的镁铬 砖，可以采用人工合成镁铬砂（烧结或电熔）。
由含铬的颗粒和脉石矿物组成。主要组成：(Mg,Fe)O· (Cr,Al,Fe)2O3
脉石： 镁的硅酸盐，如蛇纹石（3MgO· 2SiO2· 2H2O）、 叶状蛇纹石、橄榄石和镁橄榄石等。一般M/S摩
尔比＜2，主要以蛇纹石为主。
化学成分变化很大 Cr2O3 18~62% Al2O3 0~33% Fe2O3 2~30% MgO 6~16% FeO 0~18%
◇ 第一代（镁铝砖， Al2O3＜10%） ◇ 第二代（方镁石-尖晶石砖, 10％＜ Al2O3＜30%）
尖晶石引入方式
◆ 原位生成尖晶石
◆ 预合成尖晶石(减少膨胀效应 ）
—— 熔点2135℃（2105 ℃） —— 化学稳定性好 —— 热膨胀系数小 MgO+Al2O3---------MgO· Al2O3
ZrO2的晶型转化
加热—密度增大，表现为体积收缩， 冷却—密度减小，表现为体积膨胀。
ZrO2的稳定
在ZrO2中加入阳离子半径相差较小的氧化物，高温处理后 可以得到从室温到2000℃以下都稳定的立方ZrO2固溶体， 消除在加热冷却过程中因相变引起的制品开裂。加入的 氧化物称为稳定剂。经过处理的ZrO2为稳定ZrO2。
立方ZrO2的固溶范围
ZrO2 — CaO系统
• 稳定剂CaO有效加入量 摩尔分数为15-29%形成 立方固溶体； • 立方固溶体较为稳定， 但长时间加热（10001400℃），易发生部分 分解，而使ZrO2失去稳 定性。 • 在煅烧温度下处于两相 区（四方+立方固溶体） 中任何组成都是部分稳 定，而处于立方结晶区 （单相）的组成则是完 全稳定的。
常用的稳定剂为：CaO，MgO，Y2O3 a) ZrO2 - MgO系固溶体长时间加热发生分解； b) ZrO2 - CaO系固溶体长时间加热部分分解； c) ZrO2 - Y2O3系固溶体长时间加热不分解。
立方ZrO2的固溶范围
ZrO2 — MgO系统
• 稳定剂MgO有效加 入量摩尔分数为 16-26%形成立方 固溶体； • 立方固溶体长时间 加热（10001400℃）后会发 生分解，导致制品 破坏。
12.7-12.8
7.6
铬尖晶石质耐火材料
结合方式 —— 普通镁铬砖 —— 直接结合镁铬砖 —— 再结合/半再结合/共烧结镁铬砖 —— 化学结合镁铬砖 —— 熔铸镁铬砖 主要应用 ◆ 水泥回转窑 ◆ 玻璃窑蓄热室 ◆ 精炼炉（RH炉，VOD炉，AOD炉） ◆ 有色冶金炉 ◆ 石灰窑 ◆ 混铁炉
3
铬的主要来源：铬铁矿（Chromite)
气氛影响： 还原气氛下，细粉镁砂中的MgO置换铬矿中的FeO，体积收缩
24.3％，产生烧成裂纹。
氧化气氛下，铬矿中的FeO氧化成Fe2O3，形成(Fe,Cr)2O3固溶 体，体积收缩1.5%；同时由MgO置换出来的FeO氧化成Fe2O3， 随即与MgO结合成铁酸镁，这两个反应的总体积膨胀只有 6.6%。
4
镁铬砖生产的工艺原理
热震稳定性：图6－1所示，当 铬矿与镁砂的比例为1:1时， 热震稳定性最好。 铬矿爆胀现象：当铬含量高时， 铬矿颗粒能与所接触的 Fe3O4形成固溶体，引起体 积的急剧膨胀，致使制品产 生爆胀现象，铬矿含量越高， 爆胀越严重。 抗渣性：镁砂含量越高，抗渣 性越好。这是生产镁铬砖的 基础。
• ZrO2熔点约2700℃，化学稳定性良好，不易被熔 渣润湿，因此纯氧化锆、锆莫来石和锆刚玉制品 均有良好的抗渣性、热震稳定性、荷重软化温度、 耐磨性。是高级耐火材料。 • ZrO2的来源主要是锆英石ZrO2· SiO2(ZrSiO4)。 • 工业上为了减少SiO2的影响，常常使用脱硅锆， 或纯ZrO2。
立方ZrO2的固溶范围
ZrO2 — Y2O3系统
• 稳定剂Y2O3有效加入量 摩尔分数为7-40%形成 立方固溶体； • 在1000-1400℃长时间加 热不发生分解。但Y2O3 为稀缺资源，价格昂贵。 • 复合稳定剂，ZrO2-MgO 和ZrO2-CaO固溶体中加 入1-2%的Y2O3即可显著 提高其热震稳定性。加 入3-5%的Y2O3可以使固 溶体完全不分解。