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| 耐火材料新型原料的开发和利用 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-02-21 16:47:11 浏览次数： |
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（中国粉体技术网/远志）为了满足耐火材料发展的需要，新型原料不断出现，尤其是复合型原料、碳质原料、超细粉体原料、轻质原料、结合剂和外加剂等。下面分别予以简要介绍。
1 合成铁铝尖晶石
铁铝尖晶石(FeAl2O4)是近年来研究开发出的一种合成耐火材料，它具有很好的柔韧性，其断裂能比镁铬砖高很多，是镁铝尖晶石砖或镁铝砖的6倍，从而更能适应窑壳的变形；同时，铁铝尖晶石易与水泥熟料反应生成高黏度的C2F 和C4AF，使其具有良好的挂窑皮性。
2 合成锌铝尖晶石
锌铝尖晶石具有高熔点(1950℃)，较低的热膨胀系数(25～900℃，7.0×10-6℃)、高的热稳定性及优异的抗侵蚀性，还可以改善铜液对Al2O3的浸润性。与镁铝尖晶石显著的不同是，锌铝尖晶石不仅对碱性渣有较强的抵抗作用，而且对酸性渣同样具有较强的抵抗作用，如锌铝尖晶石在SiO2 存在时，也不会产生低熔点物相，从而具有较强的抗SiO2 侵蚀能力。许川等以ZnO和Al(OH)3 为原料，采用固相反应法在1400℃3 h 的最佳烧结条件下合成出了锌铝尖晶石粉体，其晶体呈立方晶粒，晶形发育完整，平均粒径为15um。锌铝尖晶石在高温工业中已有一定的应用，如作为钢液中铜元素的过滤器，替代含铬莫来石质原料制备高炉陶瓷杯材料等。
3 氧化镁-非氧化物复合原料
氧化镁质耐火材料耐高温、抗碱性渣性能好，非常适合在苛刻条件下工作，但最大的缺点是由于热膨胀系数大导致其抗热震性差，不能经受多次热冲击。相比之下，SiC、B4C、AlN、Si3N4 等材料具有较高的导热系数和较低的热膨胀系数，正好可以弥补氧化镁质材料的缺点，且具有对熔融金属的润湿性差、抗钢水和抗渣侵蚀性强等优良性能，与氧化镁质材料复合，有望成为新一代兼具优良抗热震性和抗侵蚀性的耐火材料，在钢铁工业中具有良好的应用前景。这类材料包括MgO-AlN、MgO-B4C、B4C-MgO。将B4C-MgO复合粉体添加到低碳镁碳砖中，发现这种低碳镁碳砖的抗氧化性要优于添加市售碳化硼和金属Al 粉的低碳镁碳试样。
4 刚玉-Si3N4 复合原料
纯刚玉材料的抗热震性和抗渣侵蚀性等性能都不理想，而氮化硅的热膨胀系数较小，与钢液或熔渣的润湿性差，将刚玉与氮化硅复合可制备出兼有刚玉和氮化硅各自特点的刚玉-氮化硅复合材料。这是一种非常有前途的高炉陶瓷杯用耐火材料。
5 B4C-C 复合原料
炭素材料具有热稳定性高、耐腐蚀、抗热冲击等优良性能，但高温下易氧化。B4C由于与氧的亲和力高，以及对炭素材料具有明显的促进石墨化作用，可在较低的温度下获得较好的石墨化处理效果，因此被广泛用作炭素材料的抗氧化添加剂，以提高炭素材料的高温性能，并使其具有自愈合和抗氧化能力。
6 SiAlON 复合原料
SiAlON材料具有优异的力学性能、热学性能、化学稳定性以及耐高温、抗热震性能等，主要有四种类型α-SiAlON、β-SiAlON、0'-SiAlON和SiAlON多形体等，其中最常见的类型为β-SiAlON。通过相的调节、合理配置与补强，利用不同组成相在结构和性能上的差异进行优势互补与叠加，出现了大量具有更加优越的综合性能的赛隆复合材料，如SiAlON-SiC 、SiAlON-Ti(N ， C) 、α/β-SiAlON 、SiAlON-MgAlON 、SiAlON-BN 、SiAlON-A1ON等。如β-SiAlON在单相SiAlON中具有最高的室温断裂韧性，具有比β-Si3N4更优的抗热震性，抗氧化性明显优于Si3N4，且有很高的抗熔融金属侵蚀能力。因此，β-SiAlON-SiC复合材料具有比Si3N4-SiC复合材料更优的高温强度、抗氧化能力、抗热震性等性能。β-SiAlON-SiC复合材料综合了β-SiAlON与SiC的优点，尤其在高温下更为突出。
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