耐火浇注料中微粉的作用机理是填充和润滑

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(0.1~1um)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,留下的孔较少,这样就可以提高耐火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,防止粒子之间吸时凝聚: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,应用较多的微粉是活性Si02粉和a-AL203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Si02粉和a-AL203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S102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-02-H,即砫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Si02间又凝聚,黏性又增加了即Si02微粉具良好的触变性和一定的凝聚性在耐火浇注料中Si02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件,改善了其成型件能,此外中于硅微粉的颗细小,表面自中能大,是格缺略多,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AL203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)a-AL203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。-AL203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a-AL203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草来石化反应:另一方面起到微粉的填充作用,减少耐火浇料的气孔率,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。
 

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