耐火原料对耐火砖烧结的影响
耐火原料对烧结的影响分为内因和外因两个方面。内因是物料的结晶化学特性,外因则首要体现为所用质料的颗粒组成。物料晶体的晶格能是决议物料烧结和再结晶难易的重要参数。晶格能大的晶体,结构较安稳,高温下质点的可移动性小,烧结困难。晶体结构类型也是一个重要影响要素,物料阳离子的极性低,则其构成的化合物的晶体结构较安稳,有必要在挨近熔点的温度下才有显着缺点,故该类化合物质点的可移动性小,不易烧结。耐火材料中Al2O3 、MgO的晶格能高而极性低,故较难于烧结。
由微细晶粒组成的多晶体比单晶体易于烧结,因为在多晶体内含有许多晶界,此处是消除缺点的首要当地,还可能是原子和离子分散的快速通道。离子晶体烧结时,正、负离子都有必要分散才干导致物质的传递和烧结。其间分散速率较慢的一种离子的分散速率操控着烧结速度。一般以为负离子的半径较大,分散速率较慢,但对Al2O3 、Fe2O3的试验研讨发现,O2-经过晶界供给的通道快速分散,致使正离子Al3+、Fe3+的分散比氧离子慢,成为烧结进程控速步骤。
晶体生长速度是影响烧结的另一个晶体化学特性。例如MgO烧结时晶体生长很快,很简单长大至原始晶粒的1000~1500倍,但其密度只能到达理论值的60%~80%。Al2O3 则否则,虽其晶粒长大仅50~100倍,却可到达理论密议的90%~95%,基本上到达充沛烧结。为使MgO资料密度进步,有必要按捺晶粒长大的办法。
所用耐火原料的粒度也是影响烧结细密化的重要要素,无论是固相烧结仍是液相烧结,细颗粒均添加了烧结的推动力,缩短了粒子分散的间隔和进步了颗粒在液相中的溶解度而导致烧结进程的加速,有资料报导,MgO的原始粒度为20μm以上时,即便在1400℃长时刻保温,仅能到达相对密度的70%而不能进一步细密化;当粒径在20μm以下时,温度为1400℃或粒径为1μm以下,在1000℃时,烧结速度很快;如果粒径在0.1μm以下时,其烧结速度与热压烧结相差无几。
从避免二次再结晶的视点考虑,如果细粉内有少数大颗粒存在,则易发作晶粒的反常长大而不于烧结。一般氧化物资料适合的粉末粒度为0.05~0.5μm。
原始粉末的粒度不同,烧结机理有时也会发作改动。例如AIN的烧结,据报导,当粒度为0.78~4.4μm时,粗颗粒按体积分散机理进行烧结,而细颗粒则按晶界分散或外表分散机理进行烧结。