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硅微粉在耐火浇注料的应用

2020-04-07

硅微粉添加到耐火浇注料中已成为改善产品性能的关键因素。 耐火浇注料的强度主要来自硅微粉广泛使用之前使用的高铝水泥。 高铝水泥中CaO的质量分数高达5%-8%。 它对耐火浇注料在中等温度下的性能影响很大。一方面,高温下低熔点的形成降低了耐火浇注料的高温使用性能。 另一方面,由于在高铝水泥中需要CaO水合反应,因此水的使用量增加,导致可浇铸的组织松散。 另外,中等温度的高铝水泥水合物的结晶形式发生变化,浇注料的强度降低,因此传统的浇注料不能满足工业需求。 通过使用超细粉末,高效分散剂和准确的颗粒分级等,可浇铸物中的水泥量减少到7%以下,从而使高铝水泥带来的CaO质量分数小于2.5%  ,并将水消耗降低到4%〜7%,从而改善了浇铸料的性能。 这就是未成型的耐火浇注料中所谓的硅微粉的重要性。

硅微粉是耐火浇注料的重要组成部分。硅微粉具有常规粉末所不具备的异常性质,以及它们的小尺寸效应,表面界面效应,量子尺寸效应和宏观量子隧穿效应,特殊的光电特性,高磁阻现象,非线性电阻现象和高温 它仍然具有高强度,高韧性和出色的稳定性的特点,为产品制造的各个行业带来一系列优异的性能。

1.浇注料中硅微粉的相变

经过多年的验证,发现SiO2超细粉与适当的分散剂一起使用并添加到浇铸料中。 随着硅微粉添加量的增加,系统的粘度大大降低,浇铸料的流量增加。 这是由于硅细粉在水中的以下水合反应

H2SiO3水解形成以下胶束结构。胶束颗粒吸收其周围的分散剂形成溶剂层,从而增加了系统的流动性。硅细粉的粒径小,是明显的球形颗粒,很容易进入浇铸料。 由于介质中的间隙很小,硅细粉不仅具有良好的减水效果,而且可以增加耐火浇注料的密度,减少干燥后残留的孔隙率,并降低孔隙率,从而提高性能的浇铸物。

二:硅粉对浇注料强度的影响

在添加硅细粉之后,耐火浇注料的抗压强度在三个温度阶段发生了显着变化。

①将初始强度在110°C下干燥后,SiO2微粉的凝结和粘结以及水泥的水合和粘结赋予了样品强度。

②经过中温强度1100℃的热处理后,由于SiO2微粉的细度和表面活性以及CaO和其他杂质在铸件中的熔解作用,降低了样品的烧结温度,使样品在1200℃下进行了更多的热处理。  1100℃具有很强的陶瓷结合力,因此强度要高于110℃干燥后的强度:但由于烧结,水泥水合产物分解并排出水后留下的孔尚未完全消失,因此,表观孔隙率 1100℃热处理后的样品110℃干燥后表观孔隙率增加。

③经过1450℃的高温强度热处理后,由于温度升高并形成温石棉,长石等CaO-AL2O3-SiO2低熔点相而进一步烧结样品。此外,大部分SiO2 活性氧化铝细粉反应形成莫来石。 这降低了样品的表观孔隙率,并进一步提高了强度。

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