氧化锆耐火材料以及其他耐火材料检验的有关知识
重点掌握:气孔率、体积密度、吸水率、真密度的概念,计算公式及定义;热膨胀、热导率、热容等热学性能检测意义;耐火材料的概念;耐火材料的常温及高温力学性能的检测方法及检测意义。
一般掌握:耐火材料的主要原料;耐火材料的种类;化学组成的分类及各类成分的作用;矿物组成的分类及各类的作用;耐火材料性能检验的特点及作用;高温使用性能的分类、检测意义及检测方法。
了 解:耐火材料的用途与发展。
耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。尽管各国规定的定义不同,例如,国际标准化组织(ISO)正式出版的国际标准中规定,“耐火材料四耐火度至少为1500℃的非金属材料或制品(但不排除那些含有一定比例的金属)”,但耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。
大部分耐火材料是以天然矿石(如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石等)为原料制造的。现在,采用某些工业原料和人工合成原料(如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等)也日益增多。
根据耐火度,可分为普通耐火制品(1580-1770℃)、高级耐火制品(1770-2000℃)和特级耐火制品(2000℃以上)。
按照形状和尺寸,可分为标准型砖、异型砖、特异型砖、大异型砖,以及实验室和工业用坩锅、皿、管等特殊制品。
按制造工艺方法可分为泥浆浇注制品、可塑成型制品、半干压型制品、由粉状非可塑泥料捣固成型制品,由熔融料浇注的制品以及由岩石锯成的制品。
表1 耐火材料的化学矿物组成分类
分 类
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类 别
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主要化学成分
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主要矿物成分
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硅质制品
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硅砖
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SiO2
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磷石英、方石英
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石英玻璃
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SiO2
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石英玻璃
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硅酸铝质制品
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半硅砖
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SiO2、Al2O3
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莫来石、方石英
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粘土砖
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SiO2、Al2O3
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莫来石、方石英
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高铝砖
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SiO2、Al2O3
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莫来石、刚玉
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镁质制品
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镁砖(方镁石砖)
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MgO
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方镁石、
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镁铝砖
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MgO、Al2O3
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方镁石、镁铝尖晶石
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镁铬砖
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MgO、Cr2O3
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方镁石、铬尖晶石
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镁橄榄石砖
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MgO、SiO2
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镁橄榄石、方镁石
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镁硅砖
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MgO、SiO2
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方镁石、镁橄榄石
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镁钙砖
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MgO、CaO
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方镁石、硅酸二钙
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镁白云石砖
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MgO、CaO
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方镁石、氧化钙
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镁碳砖
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MgO、C
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方镁石、无定形碳(或石墨)
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白云石质制品
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白云石砖
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CaO、MgO
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氧化钙、方镁石
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铬质制品
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铬砖
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Cr2O3、FeO
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铬铁矿
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铬镁砖
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Cr2O3、MgO
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铬尖晶石、方镁石
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碳质制品
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炭砖
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C
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无定形碳(石墨)
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石墨制品
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C
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石墨
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碳化硅制品
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Si C
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碳化硅
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锆质制品
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锆英石砖
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ZrO2、SiO2
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锆英石
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特殊制品
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纯氧化物制品
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Al2O3、ZrO2
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刚玉、高温型ZrO2
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CaO、MgO
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氧化钙、方镁石
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其它:碳化物
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氮化物
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硅化物
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硼化物
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金属陶瓷等
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表2 耐火材料的外观分类
分 类
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种 类
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耐火砖(具有一定形状)
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烧成砖、不烧砖、电熔砖(熔铸砖)、耐火隔热砖
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不定形耐火材料(简称散装料,无一定形状,按所要求形状施工用材料)
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浇注料、捣打料、投射料、喷射料、可塑料、耐火泥
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耐火材料的分类方法有多种,其中有按耐火材料的化学矿物组成进行的分类法,它能表征各种耐火材料的基本组成和特性,在生产、使用和科学研究上均有实际意义(见表1)。
此外,耐火材料又按下列指标分类(见表2)。
今后,我国耐火材料工业要由数量型向品种质量型转变,立足于我国的资源条件和使用需要,研究发展优质高效高铝质和碱性制品,发展优质不定形耐火材料和绝热耐火材料。