重质砖生产时蓝晶石原料加入有两种方式:一是加入用蓝晶石煅烧形成的莫来石,这种方式一般加入量较大。二是直接加入蓝晶石精矿,此种方式加入量较少,一般5-15%,通过高温时转变成莫来石,增加制品莫来石相含量,可使制品抗蠕变性能及荷重软化温度得到提高,同时烧成产生一定的体积膨胀可抵消部分收缩,控制耐火制品的外观尺寸。
(1)低蠕变高铝砖引入蓝品石煅烧形成的莫来石原料,产品具有很好的抗热震性、抗蠕变力以及极强的抗侵蚀性,广泛应用于高炉热风炉的砌筑。
(2)陶瓷窑具由于使用条件的特殊性,寿命主要取决于热震稳定性,蓝晶石,生产时直接引入蓝晶石原料,形成多相复合材料结构,利用各矿物膨胀系数的失配而提高窑具产品的抗热震性和高温体积稳定性,显著延长使用寿命。制作的窑具产品广泛应用于日用陶瓷、卫生洁具、建筑陶瓷、技术陶瓷、粉体锻烧、磁性材料等领域。
蓝晶石精矿在煅烧过程中显微结构的变化
1100~1300℃,生成雏晶至微晶的莫来石,但因晶体微小,在光学显微镜下、难以确认,需在高分辨率的扫描电子显微镜上观察,并且放大倍数不宜小于2000x,如用X射线衍射分析,莫来石的峰值明显,易于确认。
1300℃或1350℃,莫来石骤增,蓝晶石的作用,并随温度升高,莫来石柱状晶体增多、增大,但其晶体尚有以蓝晶石母盐假相出现。
1400℃,莫来石晶体相互交错形成网络状结构,细针状莫来石继续发育长大。1450℃,蓝晶石已完全莫来石化,柱状晶体明显发育,沿母体方位分布,但蓝晶石的母盐假相仍有残余。
1450℃之后,莫来石柱状晶体进一步发育长大,构成特殊的交错网状结构,此结构十分明显。蓝晶石母盐假相也已消失,气孔逐渐减小。
要使蓝晶石完全转变为莫来石,其煅烧温度要高1500°C。
蓝晶石在不同煅烧温度的膨胀性受其莫来石化所制约。蓝晶石的膨胀性随煅烧温度的提高分为三个阶段:
膨胀平缓期:温度1100~1300℃(或1350℃),此阶段体积膨胀不大,蓝晶石缓慢分解,蓝晶石矿,莫来石化不完全,晶体微小。
膨胀剧化期:温度1300~1450℃(或1350~1450℃),此阶段体积膨胀很大,蓝晶石快速分解,莫来石化渐趋完全。
膨胀下降期:温度高于1450℃,在此阶段,蓝晶石已完全分解,莫来石化已完全,晶体发育。相变阶段结束向烧结过渡,物料膨胀下降乃至产生收缩。
蓝晶石在膨胀剧化期,产生急剧的热膨胀,蓝晶石硬度,体积膨胀很大。蓝晶石的这种特性,使其成为一种贵重的耐火原料,如作不定形耐火材料的膨胀ji。但是当用晶石作耐火制品的添加剂时,要十分注意膨胀剧化期带来的弊病。
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