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耐火材料烧成过程中物理化学变化


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耐火材料在烧成过程中的物理化学变化,是确定烧成过程中的热工制度(烧成制度)的重要依据。

烧成过程中的物理化学变化主要取决于制品的化学矿物组成、烧成制度等。不同的制品物理化学反应不尽相同,耐火制品烧成过程大致可分为以下几个阶段:
1.坯体排出水分阶段

温度范围为10~200℃,在这一阶段中,主要是排出砖坯中残存的自由水和大气吸附水。水分的排除:使坯体中留下气孔,具有透气性,有利于下一阶段反应的进行。

2.分解、氧化阶段(200~1000℃)

此阶段发生的物理化学变化依原料种类而异。有排出化学结合水、碳酸盐或硫酸盐分解、有机物的氧化燃烧等。此外还可能有晶型转变发生或少量第戎液相的开始生成。此时坯体的质量减轻,气孔率进一步增大,强度亦有较大变化。

3.液相形成和耐火相合成阶段(1000℃以上)

此时分解作用将继续完成,并随温度升高其液相生成量增加,液相粘度降低,某些新耐火矿物相开始形成,并进行溶解重结晶。
由于液相的扩散、流动、溶解沉析传质过程的进行,颗粒在液相表面张力作用下,进一步靠拢而促使坯体致密化,使其强度增大,体积缩小,气孔率降低,烧结急剧进行。

4.烧结阶段

坯体中各种反应区域完全、充分、液相数量继续增加,结晶相进一步成长而达到致密化即所谓“烧结”。

5.冷却阶段
从最高烧成温度至室温的冷却过程中,主要发生耐火相的析晶、某些晶相的晶型转变、玻璃相的固化等过程。在此过程中坯体的强度、密度、体积依品种不同都有相应的变化。


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