第九课 熔融石英系耐火材料.pptVIP

熔融石英系列耐火材料 汇 报 人：张振聪 时 间：2013-6-22 指导老师：邓承继教授 汇报提纲 熔融石英材料简介 熔融石英陶瓷制备 熔融石英陶瓷损毁机理 熔融石英材料发展趋势 一 二 三 四 一、熔融石英材料简介 主要用途：环氧树脂浇注、电子密封料、铸造材料、耐火、陶瓷和玻璃行业原料、涂料、油漆行业原料等。本文主要介绍熔融石英在陶瓷行业的应用。 石英石 石英块 拣选 小块石英 粗破碎 纯净石英块1 磁选 纯净石英块2 酸洗 粗石英粉 烘干细磨 整形 细石英粉 石英粉 筛分 熔融石英块 高温熔制 1700-2500℃ 特性：几近零的热膨胀率、优秀的热稳定性、纯度高（SiO2含量高，铁、钾、钠、钛等含量低）、化学性质稳定、专用机械控制生产、粒度分布稳定。 一、熔融石英材料简介 熔融石英与石英玻璃的参数对比 熔融石英与石英玻璃的性能对比 （1）低的热导率; （2）石英陶瓷即使发生结晶 化也仍可使用,而石英玻璃使用 时发生失透即报废损坏; 两者优点：热膨胀系数小，介电常数 小和化学稳定性好等特点。 （3）易于成型复杂形状及大 件制品等 一、熔融石英材料简介 熔融石英 电磁材料 光伏行业 电工行业 冶金行业 航空航天 玻璃行业 一、熔融石英材料简介 二、熔融石英陶瓷制备 2.1石英陶瓷的制备工艺流程 二、熔融石英陶瓷制备 2.2 烧成制度 低温阶段：＜600℃ 充分排除陶瓷坯体 制备过程中自由水分。 排塑阶段：一般该阶段不超过600℃并保温。 烧结阶段：600℃-1250℃此阶段为避免析晶，应快烧快冷 。 石英陶瓷的烧结开始于900℃，在1000-1250℃之间有最大的烧成收缩。 而为避免析晶过多，烧结温度一般低于1250℃。 保温阶段：1250℃下保温，提高致密度降低气孔率。 三、熔融石英陶瓷损毁机理 3.1 与钢水中的杂质形成低共熔物 以锰为例：现场生产表明，石英水口不能抵抗高锰钢的侵蚀。在使用中主要发生有如下反应: 2[Mn] + (SiO2) = 2(MnO) + [Si] (1) (MnO) + (SiO2) = MnO·SiO2 (2) 有热力学可知，上述反应能否进行的判别式是 : △G =31900-6.79T+RTln{α[Si]α2(MnO)/α2[Mn]α(SiO2)} (3) 式中，△G—自由能(焓) T —温度; R —热力学常数； 若以结晶器1550℃计算， △G =-20208.7(J)0 上述反应可进行，熔融石英水口会与[Mn]形成低共熔物被侵蚀。 三、熔融石英陶瓷损毁机理 3.2 析晶-降低材料强度 石英玻璃在熔点以下处于介稳状态，即非结晶态，分子式SiO2-X，其氧含量低于SiO2分子式中的氧含量，而方石英的分子式为SiO2。 高温下的钢液，如[O]的浓度较大时(或铁的氧化物较多)，氧原子借助热扩散渗入石英玻璃表层，填补原来阴离子的空位，使石英玻璃表层局部的形成与SiO2分子式相一致的微晶集团，此种微晶集团进一步有序化，转变为方石英，此时的体积效应-0.9%。 如转变的方石英量非常大时，石英水口与钢水接触的部位(反应层) 将与本体产生分层，随着钢水的冲刷而脱落，从而加快侵蚀。 四、熔融石英材料发展趋势 石英陶瓷问世以来，历经半个世纪的发展，制造方法不断更新、产品性能不断提高、应用领域不断扩大，反映出石英陶瓷具有强大的生命力和发展前景，随着应用领域的不断发掘、对石英陶瓷材料性能提出了越来越高的要求，同时也对我们材料工作者提出了新的挑战，我们应该不断探索新方法、寻求新途径，完善和提高石英陶瓷的各项性能，以满足愈来愈苛刻的使用需求。 有论文显示，在2002年时熔融石英水口的使用寿命大约为4-6小时，而十一年后的今天—2013年，据从钢厂了解到熔融石英水口的使用寿命大约还是在4-6小时左右。由此可见，较为低档的熔融石英产品发展速度较慢。而随着我国航空航天事业的发展，军事力量的增强，