熔融石英系耐火材料

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1、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

2、、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

3、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·SiO

4、2(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

5、(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

6、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，熔融石英产品在高档制造业或不计成本的高科技行业会具有较为广泛的应用。目前，世界上对于石英陶瓷的具体的研究仍然不断进行，主要集中于以下几个方面

7、：表面涂层增强、弥散第二项微粒增强、浸渍、外加烧结助剂、抑制析等。谢谢