原料對耐火磚燒結(jié)的影響
原料對耐火磚燒結(jié)的影響分為內(nèi)因和外因兩個方面。內(nèi)因是物料的結(jié)晶化學(xué)特性，外因則主要體現(xiàn)為所用原料的顆粒組成。物料晶體的晶格能是決定物料燒結(jié)和再結(jié)晶難易的重要參數(shù)。晶格能大的晶體，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，高溫下質(zhì)點的可移動性小，燒結(jié)困難。晶體結(jié)構(gòu)類型也是一個重要影響因素，物料陽離子的極性低，則其形成的化合物的晶體結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，必須在接近熔點的溫度下才有顯著缺陷，故該類化合物質(zhì)點的可移動性小，不易燒結(jié)。耐火材料中Al2O3、MgO的晶格能高而極性低，故較難于燒結(jié)。
由微細晶粒組成的多晶體比單晶體易于燒結(jié)，因為在多晶體內(nèi)含有許多晶界，此處是消除缺陷的主要地方，還可能是原子和離子擴散的快速通道。離子晶體燒結(jié)時，正、負離子都必須擴散才能導(dǎo)致物質(zhì)的傳遞和燒結(jié)。其中擴散速率較慢的一種離子的擴散速率控制著燒結(jié)速度。一般認為負離子的半徑較大，擴散速率較慢，但對Al2O3、Fe2O3的實驗研究發(fā)現(xiàn)，O2-通過晶界提供的通道快速擴散，以致正離子Al3+、Fe3+的擴散比氧離子慢，成為燒結(jié)過程控速步驟。
晶體生長速度是影響耐火磚燒結(jié)的另一個晶體化學(xué)特性。例如MgO燒結(jié)時晶體生長很快，很容易長大至原始晶粒的1000～1500倍，但其密度只能達到理論值的60%～80%。Al2O3 則不然，雖其晶粒長大僅50～100倍，卻可達到理論密度的90%～95%，基本上達到充分燒結(jié)。為使MgO材料密度提高，必須抑制晶粒長大的措施。
所用原料的粒度也是影響燒結(jié)致密化的重要因素，無論是固相燒結(jié)還是液相燒結(jié)，細顆粒均增加了燒結(jié)的推動力，縮短了粒子擴散的距離和提高了顆粒在液相中的溶解度而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速，有資料報道，MgO的原始粒度為20μm以上時，即使在1400℃長時間保溫，僅能達到相對密度的70%而不能進一步致密化;當(dāng)粒徑在20μm以下時，溫度為1400℃或粒徑為1μm以下，在1000℃時，燒結(jié)速度很快;如果粒徑在0.1μm以下時，其燒結(jié)速度與熱壓燒結(jié)相差無幾。
從防止二次再結(jié)晶的角度考慮，如果細粉內(nèi)有少量大顆粒存在，則易發(fā)生晶粒的異常長大而不于燒結(jié)。一般氧化物材料適宜的粉末粒度為0.05～0.5μm。
原始粉末的粒度不同，燒結(jié)機理有時也會發(fā)生改變。例如AIN的燒結(jié)，據(jù)報道，當(dāng)粒度為0.78～4.4μm時，粗顆粒按體積擴散機理進行燒結(jié)，而細顆粒則按晶界擴散或表面擴散機理進行燒結(jié)。
微信洽談
