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    鄭州榮盛窯爐耐火材料有限公司
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    什么是特種耐火材料,耐火原料有哪些?

    時間:2021-07-27 17:46 作者:耐火材料廠家點擊:

    隨著科學技術的不斷發展,耐火磚在航天、冶金、電子、化工、建材、交通等行業不斷提出新的課題,使用條件越來越苛刻和特殊。普通耐火磚不能滿足新的要求。只有耐高溫、耐腐蝕、耐高溫化學、耐熱穩定性好的特種耐火磚才能承擔這樣的重任,滿足使用條件的要求。特種耐火磚的特點主要有高熔點氧化物、高熔點非氧化物、金屬陶瓷、高溫涂層、高溫纖維及其增強材料。其中,高熔點非氧化物通常被稱為難熔化物,包括碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物。
     
     
    特種耐火材料是在傳統陶瓷和普通耐火材料的基礎上發展起來的。它與普通耐火材料相同,但也有很大不同。與這些普通耐火材料相比,特殊耐火材料具有以下特點:
    (1)特殊耐火材料的大部分成分已經超過硅酸鹽的范圍,品味高,純度高。一般純度在95%以上,特殊要求在99%以上。使用的原料幾乎都是人工合成或者用機械、物理、化學方法凈化礦物,很少直接引用礦物原料。這些材料的熔點在1728℃以上;
    (2)特殊耐火材料的制造工藝有了很大的發展,不再局限于干壓法。除傳統陶瓷注漿法、可塑法等成型工藝外,還采用靜壓、熱壓注入、氣相沉積、化學蒸鍍、熱壓、熔鑄、等離子噴涂、軋膜等成型工藝,成型用原料多采用微米級細粉
    (3)特殊耐火材料成型后,各種坯料需要在高溫和各種氛圍環境下燒制,燒制溫度一般在1600~2000℃甚至更高。燒制設備也很多。除了燒制普通耐火材料的高溫倒焰窯和高溫隧道窯外,還經常使用各種電爐,如電阻、爐、電弧爐、感應爐等。這些燒制設備可以提供不同坯料燒制所需的氛圍和溫度,如氧化氛圍、還原氛圍、中性氛圍、惰性氛圍、真空等。一些特殊電爐的溫度可以高達3000℃以上;
    (4)特殊耐火材料的產品更加豐富。它不僅可以制成像普通耐火材料一樣的磚、棒、罐等厚產品,還可以制成像傳統陶瓷一樣的管、板、片、坩堝等薄產品,還可以制成中空球形產品、高度分散的不定形產品、透明或半透明產品、柔軟如絲的纖維和纖維產品、各種寶石般的單晶和硬度僅次于鉆石的超硬產品;
    (5)特殊耐火材料比普通耐火材料具有更好的熱、電、機械和化學性能。因此,應用范圍更廣。
     
    特殊耐火材料的物理性能
    各種氧化物和非氧化物材料的熔點。
    在元素中,碳的熔點高,約為3650℃,其次是鎢(W)3415℃、坩堝(Re)3180℃、鉭(Ta)2980℃s)
    鉬(Mo)2620℃,Hf(Hf)2207℃,鈮(Nh)2468℃,鎂(Mo)2620℃。
    (Th)1845℃,鈦1672℃,鋯1855℃,其他元素熔點低于1800℃。這些金屬元素不能在氧化氣氛中使用。
    碳化物是化合物中熔點高的,
    依次是氮化物和氧化物。氧化物中,低熔點是酸性氧化物,如二氧化硅(Si02:)和二氧化鈦。其次是中性氧化物,如三氧化鋁。
    (Al2O3)、三氧化二波(Cr2O3)、熔點高的是堿性氧化物,如氧化鈹、氣化鎂、
    氧化鈣(CaO),氧化鍶(SiO)。氣化物、碳化物、氮化物和硼化物,如氧化物:二氧化鋯(ZK),在元素周期表中的第5、6、7周期中的某些元素。
    7000X,ThO2,3050t,2812℃,2800℃,2800℃,2800℃,2800℃,2800℃;碳化物:碳化粉(HfC)
    4160℃,碳化鋯(ZrC)3500℃,釩(VC)2810℃,鎢(W2C)2857℃,欽(TiC)3150℃;氮150℃,氮化物:氮化物(Hm)
    3310℃,氮化鋯(ZrN)3000℃,二氮化鈦(TiM)2930℃;硼化物:二硼化粉(HfB2)3250℃,二硼化鋯(ZrB2)
    6硼化鎢(WB6)溫度為3190℃,也為高熔點化合物。
    許多元素和化合物,雖然熔點很高,但要用作特殊耐火材料的原料,也有一定的限制,如有些原料在加熱過程中產生分解,有些原料有很大的危害或放射性,有些原料價格很貴,因此在使用過程中應充分考慮。
    合成金屬氮化物的方法有:
    (1)氮氣或氨直接與金屬或金屬氧化物發生作用,反應溫度約為I200℃。如果用氧化物代替金屬,反應溫度必須高于2000℃。反應類型如下:
    Me+N2→MeN。
    (2)用氮或氨與含碳金屬氧化物發生反應。氮中形成氮。
     
    耐火材料的原料介紹
    自然礦物原料由其礦物相和化學成分組成:鋁硅酸鹽、堿、硅、鋯、碳等。鋁硅酸鹽含有粘土、礬土、葉蠟石、硅線石族等。堿含有菱鎂礦、白云石、石灰巖等。硅含有硅石;鋯含有鋯英石;碳含有石墨等。
    ,粘土。
    自然界中硅酸鹽巖石是一種長期風化形成的土礦,是各種含水鋁硅酸鹽的混合物。主要礦物相是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)。
    第二,礬土。
    鋁礦和鋁礦的總稱。鋁的化學成分主要是Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3,約占總成分的95%。
    第三,葉蠟石。
    通常稱為印章石,化學式為Al2O3·4SiO2·H2O。由于硬度低,燒結收縮小,半成品時可以進行機械車削加工,燒結后可以保持原來的形狀和尺寸。
    第四,硅線石族。
    指同質異晶結構的硅線石、藍晶石、紅柱石((也稱三石),分子式為Al2O3×SiO2,但結構不同。三石加熱過程中產生一定程度的體積膨脹。
    第五,硅石。
    塊狀硅原料的總稱,其礦物相主要為應時。有許多結晶變體,主要包括應時、鱗片應時、方形應時和三種結晶高低溫變體。
    第六,菱鎂礦。
    主礦相為菱鎂石,主要化學成分為MgCO3。鍛燒1600~1900℃后,可獲得穩定的鎂石燒結(MgO)。
    第七,白云石。
    白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復合鹽,分子式為MgCO3.CaCO3。白云石需要煅燒成熟材料才能使用。在加熱過程中,MgO在730~760℃開始分解;CaO在880~990℃分解;1200℃MgO和CaO晶體生長;1800℃熟料燒結。
    第八,鋯英石。
    分子式為ZrO2SiO2。加熱過程中,從1540℃開始分解,產物為單斜氧化鋯和應時,伴有體積膨脹。
    第九,鉻鐵礦。
    各種礦物的混合物主要由FeCr2O4組成。由于Mg2+總是或多或少的存在,鉻鐵礦(Mg,Fe)Cr2O4更合適。
    第十,石墨。
    天然石墨可以分為晶體石墨和非晶體石墨。天然純碳石墨很少,都含有一定的雜質。墨水易氧化,在550℃以上已經非常明顯,所以適合在低氧環境或保護中使用。
    11.石灰巖
    通常稱為石灰石,主要礦物相為方解石,主要成分為CaCO3,900~1300℃鍛燒分解,得石灰(CaO)。

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