耐火材料的制备过程中,对的结合机理及形态有一定了解,是作为一个耐火材料工程师必备的,了解之前,先要知道分散体系理论在耐火材料生产中的作用。制造耐火制品用的各种粉料,主要由大于胶体颗粒的颗粒所组成,其中只有一小部分属于胶体颗粒。
实验证明,物质的性质会随分散形式的改变而逐渐改变。如果分散度的改变使得分散体系由一类转为另一类时,物质的性质将发生剧变。例如硅石、硬质黏土、金刚砂、高铝原料等在粗分散状态是没有可塑性的,但当粉碎到细分散状态时,则能与水形成可塑性泥团。
分散介质也是影响物料性质的重要因素。在耐火材料制造中,砖料和砖坯的分散介质通常是水和空气。水和空气两者以不同的作用影响着砖料的粉碎性、可塑性、结合性以及成型和干燥性能。砖坯加热到高温时,分散介质是溶液和气相。气相使砖坯难于烧结,但能促进砖坯中的有机物等进行氧化和分解,溶液则促进砖进行烧结。在耐火制品中,分散介质是玻璃相和气相,它们对制品的物理-化学性质也起着全然不同的作用。
什么叫基质?
耐火材料中大晶体或骨料(分散体系中的分散相)间隙中存在的物质(分散体系中的分散介质)叫基质,如硅砖是由玻璃质的基质中嵌入结晶的氧化硅所组成;黏土质耐火材料是由大量非晶质的基质中嵌入莫来石和方石英等所组成。也有人将耐火制品屮主晶体以外的,填充于主晶体间隙中的物质统称为基质。
什么叫陶瓷结合?
主晶相间低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合就叫陶瓷结合。如普通镁砖中方镁石之间的结合就是由镁钙橄榄石或镁蔷薇辉石等低熔物形成的陶瓷结合。这类制品的烧结是在液相参与下完成的。陶瓷结合组分的性质及其在主晶相间的分布状态,对耐火制品的性质影响极大。
什么叫化学结合?
化学结合是指耐火制品中由化学结合剂形成的结合。即加入少量结合物质,在低于烧结温度的条件下,发生一系列的化学反应使制品硬化而形成的结合。此种结合在不烧耐火制品中普遍存在。它的形成和性质主要取决于所用化学结合剂的性质。有的在常温下即可使制品硬化;有的需要加热到适当的温度后才能使制品获得一定的强度。以化学结合的耐火制品,经高温使用,有的可形成陶瓷结合。
什么叫直接结合?
由耐火主晶相直接接触所产生的一种结合方式称之为直接结合,它既不同于化学结合,也不属于陶瓷结合。直接结合的产品般具有较高的高温机械强度,抗渣性及体积稳定性也较好。如直接结合镁铬砖中,方镁石与方镁石、方镁石与镁铬尖晶石之间的直接结合。
耐火制品玻璃化
耐火制品或坯体,在高温作用下,逐渐地出现部分熔融的现象称之为玻璃化。随着制品(或坯体)中玻璃化的出现与发展,其气孔率也随之降低,热震稳定性也有所降低。值得一提的是在物料烧结过程中,随着玻璃化的出现,液相烧结开始;物料由开始玻璃化到软化变形之间的温度间隔也可称之为玻璃化的范围。此范围在物料的液相烧结过程中也可认为是烧结范围。