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耐火浇注料中微粉的作用机理是填充和润滑

添加时间:2020年8月27日  浏览次数:

微粉按粒径和应用范围可以不太严格的分为两类:一类为用于电子、磁性材料、光学材料及一些持殊精细陶瓷的超微粒子,其粒径范围大约为1 -100nm之间;另一类为主要用于一般陶瓷材料,粒径为100-10000nm(0.1~1μm)的微粒子。

微粉作用基本机理是填充和润滑。微粉填充骨料与粉料间的空隙,使用水量降低;成型体排除水分后,留下的孔洞较少,这样就可以提高耐火浇注料体积密度和降低显气孔率,从而改善材料的结构强度,优化材料性能。另外,微粉粒子在水中均能形成胶体粒子,有分散剂存在时,粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力,克服了质点间的范德华力,降低了界面能,防止粒子之间吸附凝聚;同时,粒子周围吸附了分散剂而形成溶媒层,因此也增大了耐火的流动性,优化材料性能。在耐火浇注料中,应用最多的微粉是活性SiO2粉和a-AL2O3粉其次是SiC粉、高铝粉、白刚玉粉、棕刚玉粉、锆英石粉和尖晶石粉等。常用采用活性SiO2粉和a-AL2O3粉两种,介绍如下:

(1)SiO2微粉为无定形的非晶质材料,中空球状有活性,不团聚,填充性好。掺入耐火浇注料凝结后SiO2表面形成硅醇基,经干燥脱水架桥,形成硅氧烷网状结构,温度升高不易断裂。无定形二氧化硅的结构模型可看出,氧化硅内部有毛细管通道,其表面能缓慢的进行离子化,即有断键,遇水后易形成基Si—HO(即硅醇基),也会在水中离解成Si-O2-H,即硅醇基具有较强的亲水性和活性。由于氧化硅微粉颗粒上有OH基存在,可能发生絮凝的倾向,这种氢键结合较弱,稍加剪切力,就会再度分散,黏性降低:受力后SiO2间又凝聚,黏性又增加了即SiO2微粉具有良好的触变性和一定的凝聚性。

耐火浇注料微粉

在耐火浇注料中SiO2微粉在水中形成胶体粒子,与分散剂共存时,粒子表面形成双电层的重叠而产生静电斥力,降低了界面能,防止了粒子间的吸附絮凝;同时,硅微粉在水中形成胶体,胶体粒子在其周围吸附了分散剂形成溶媒层,从而增大了浇注料的流动性,改善了其成型性能。此外由于硅微粉的颗粒细小、表面自由能大、晶格缺陷多、活性大,在中、高温下较易发生固相烧结反应和与高铝质耐火材料中的AL2O3发生莫来石化反应,从而提高了低水泥耐火浇注料的烧后强度。

(2)α-AL2O3微粉是用于工业氧化铝煅烧后制成的。其特点是分散性好、颗粒小、高温下易于烧结且体积效应小等。α-AL2O3加入量对浇注料中,对其施工性能的影响比较显著。在浇注料中加入适量的α-AL2O3微粉,一方面可以提高耐火浇注料的耐火度,在高温下发生陶瓷化和莫来石化反应:另一方面起到微粉的填充作用,减少耐火浇注料的气孔率,使浇注料中的结构缺陷减少,提高其强度和抗渣侵蚀能力,改进耐火材料的综合性能等

关键词:耐火浇注料   微粉   
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