锆莫来石砖成分性能介绍

锆莫来石砖是以莫来石和氧化锆为原料的熔铸耐火制品。锆莫来石熔铸砖晶体结构致密，荷重软化温度高，热稳定性好，常温及高温下机械强度高，耐磨性好，导热性好，并且有优良的抵抗侵蚀的能力。

烧结锆莫来石砖是采用工业氧化铝和锆英石精矿作为原料，通过反应烧结工艺，把ZrO2引入莫来石基质中制成的高级耐火砖，其反应方程式为：3A12O3十2ZrSiO4→3 A12O3·2SiO2+2ZrO2莫来石陶瓷具有很多优良的特性，如耐高温，抗热震性，抗高温蠕变及化学稳定性好等优良性能。
将ZrO2引入莫来石陶瓷中，利用ZrO2的相变增韧可以较大幅度地提高莫来石材料的高温力学性能。ZrO2对莫来石材料有促进烧结作用，ZrO2的加入，由于其低熔物的产生或空位的形成可以加速ZrO2材料的致密化烧结过程，当ZrO2的摩尔分数为30％时，在1530℃烧成的坯体其相对体积密度达98％，强度达到378MPa韧性达到4.3MPa·m1/2。不同组成的ZrO2材料，其强韧化机制不同。
ZrO2的体积分数为15％–30％时，ZrO2材料以应力诱导相变增韧为主；ZrO2的体积分数大于30％时，ZTM材料以微裂纹增韧为主。ZrO2粉末的粒径对ZrO2材料的力学性能有很大的影响。
ZrO2粒径较大，ZTM材料基体中Z鼢大部分以m—ZrO2形式存在，材料以微裂纹增韧为主。ZrO2粒径较小时，ZTM材料中t-ZrO3的相对含量较高，材料力学性能的提高主要源于t-ZrO3的相变增韧。生产烧结锆莫来石砖有两种生产工艺：其一是在制耐火砖过程中完成反应烧结，得到相变完全的显微结构；其二是部分相变而维持非平衡的相组合。两种生产工艺各有特色，都能生产出性能优良的耐火砖。在工业生产中，为了降低耐火砖价格，往往使用高铝矾土来替代工业氧化铝，生产含锆的莫来石砖。
通过在A12O3—SiO2系砖中引入ZrO2改善莫来石的组织结构，可提高莫来石的抗化学侵蚀性、耐热震性并降低膨胀系数，这种含ZrO2的莫来石砖，通称为锆莫来石砖，一般由电熔法制得，也有用烧结法生产的。烧结锆莫来石砖是采用工业氧化铝和锆英石精矿作为原料，通过反应烧结工艺，把氧化锆引入到莫来石基质中制成的特种耐火材料。
以工业氧化铝和锆英石为原料，通过反应烧结制成的锆莫来石砖，因反应和烧结同时进行，工艺过程控制比较困难。通常，在烧成时先在1450℃保温，使其致密化，然后再升温至1600℃进行反应，ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2，其中SiO2和Al2O3反应生成莫来石，由于ZrSiO4分解时有一部分液相出现，并且ZrSiO4的分解可使颗粒细化，增加比表面积，从而促进烧结。
研究表明，在锆英石的加入量小于54.7％时，随着锆英石加入量的增加，烧结试样的显微结构由柱状刚玉构成的网络逐渐过渡到由柱状莫来石构成的网络结构。试样的高温抗折强度(1400。C)也随氧化锆含量的增加而增大，在氧化锆含量为23.7％时出现一较大值，而后强度下降。锆英石的加入有助于抗热震性的提高。