唐威 張佩雄 李柳生 王青峰 石幹 葉國田

　　熱re震zhen損sun毀hui是shi影ying響xiang耐nai火huo材cai料liao壽shou命ming的de重zhong要yao原yuan因yin。大da量liang研yan究jiu發fa現xian
，通tong過guo材cai料liao中zhong不bu同tong物wu相xiang熱re膨peng脹zhang係xi數shu的de不bu匹pi配pei來lai產chan生sheng微wei裂lie紋wen
，是shi提ti高gao耐nai火huo材cai料liao抗kang熱re震zhen性xing的de有you效xiao途tu徑jing。但dan這zhe些xie研yan究jiu大da多duo是shi針zhen對dui熱re膨peng脹zhang係xi數shu各ge向xiang同tong性xing的de兩liang相xiang之zhi間jian的de相xiang互hu作zuo用yong，而er針zhen對dui熱re膨peng脹zhang係xi數shu各ge向xiang異yi性xing晶jing體ti對dui耐nai火huo材cai料liao抗kang熱re震zhen性xing能neng影ying響xiang的de研yan究jiu鮮xian有you報bao道dao。

　　紅柱石是一種優質耐火原料，具有優良的化學穩定性、抗渣性、抗高溫蠕變性、抗(kang)熱(re)震(zhen)性(xing)，因(yin)而(er)得(de)到(dao)了(le)深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)和(he)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。有(you)研(yan)究(jiu)指(zhi)出(chu)，紅(hong)柱(zhu)石(shi)礦(kuang)物(wu)顆(ke)粒(li)是(shi)單(dan)晶(jing)或(huo)單(dan)晶(jing)的(de)碎(sui)片(pian)，具(ju)有(you)熱(re)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)各(ge)向(xiang)異(yi)性(xing)的(de)特(te)點(dian)，其(qi)各(ge)向(xiang)的(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)( 25℃～ 300℃) 為: a軸13.4 × 10 -6 ℃ -1，b 軸9.6 × 10 -6 ℃ -1，c 軸3.5 ×10 -6 ℃-1。紅柱石晶體( 顆粒) repengzhangxishugexiangyixingxingweibidingzhijiezuoyongyuzhoubianhuanjing，huizaochengzhoubianquyuyinglijizhongeryoufaweiliewen。tianjiahongzhushiguliaoduinaihuojiaozhuliaoxingnengdeyingxiangyiyoubushaoyanjiu，danhongzhushiguliaoduishaochengnaihuozhipinkangrezhenxingyingxiangdeyanjiujiaoshao。zaibengongzuozhong，fenbieyongbutonglidudehongzhushiguliaodengliangtidaishaochengmolaishi－剛玉製品中相同粒度的莫來石骨料，著重研究紅柱石骨料粒度對莫來石－剛玉材料抗熱震性能的影響。

　　試驗

　　原料

　　原料為: w(Al2O3) ＞ 57%的紅柱石骨料，粒度分別為5 mm～3 mm、3 mm～1 mm、≤1mm； 燒結莫來石骨料
，粒度分別為5 mm～3 mm、3 mm～ 1 mm、≤1 mm； w( Al2O3) ＞ 98%的板狀剛玉，d50 = 44 μm； w( Al2O3) ＞ 99.81% 的活性Al2O3微粉
，d50 = 44μm
； w ( SiO2) ＞ 95%的SiO2微粉，d50 = 44μm。結合劑為紙漿廢液。

　　試樣製備

　　按表1 的配比稱取原料，將稱好的細粉( 板狀剛玉、活性氧化鋁和矽微粉) 混合到一起放入球磨機中研磨2h。把骨料加入混碾機中與紙漿廢液攪拌3 min，然後加入預混合的粉料攪15 min。混合均勻後，用鋼模在液壓機上壓製成25mm ×25 mm×125mm 試樣
，成型壓力為200 MPa。試樣經110℃幹燥24h 後，在1450 ℃保溫3 h 燒成。

　　試樣檢測

　　依據GB /T 2997—2000 測量燒成試樣的體積密度和顯氣孔率

，按GB /T 3001—2007 檢測常溫抗折強度，依據YB /T 376.2—1995 測抗熱震性能( 950℃
，風冷) ，根據GB /T 30758—2014，使用常溫彈性模量測試儀( DEMA－01) 測量試樣的彈性模量

；采用X射線衍射儀( 德國布魯克D8 Focus)分析燒成試樣的物相組成；燒成試樣經樹脂固化、HF 腐蝕後，采用SEM( 德國蔡司ΣIGMA HD) 觀察其顯微結構。

　　結果與討論

　　物理性能

　　經1450℃保溫3h燒成試樣的體積密度和顯氣孔率如圖1所示。由圖1可知，各試樣的體積密度基本相同；添加20%( w) 的≤1 mm 紅柱石的試樣MA1顯氣孔率最低，但隨著添加紅柱石骨料粒度的增加，試樣的顯氣孔率有逐漸提高趨勢。

　　圖2為試樣經1450℃保溫3h 燒後的彈性模量。可以看出，未添加紅柱石骨料的試樣M 的彈性模量最大，隨著試樣中添加紅柱石骨料粒度的增大，彈性模量逐漸降低。

　　圖3 為燒成試樣經950℃風冷熱震前後的常溫抗折強度和熱震5次後的抗折強度保持率。從圖3可以看出
，隨著試樣中添加紅柱石骨料粒度的增加，熱震試驗前後試樣的抗折強度均逐漸降低，且熱震後抗折強度小於熱震前的
；熱震後抗折強度保持率逐漸提高，抗熱震性逐漸提高。

　　物相分析

　　1450℃保溫3h燒成試樣的XRD 圖譜見圖4。從圖4可以看出，不含紅柱石的試樣M主要物相是莫來石和剛玉；而含紅柱石的試樣MA1、MA3 和MA5，除了含有莫來石和剛玉外，還含有紅柱石。經半定量分析計算，試樣MA1
、MA3
、MA5 的殘存紅柱石含量(w) 為11.6%

、12.0%
、14.9%。kejian，suizheshiyangzhongtianjiahongzhushiguliaolidudezengda

，shiyangzhongcancunhongzhushidehanliangzhujiantigao。shiyangzhongdehongzhushizaishaojieguochengzhongfashengmolaishihuafanying，suizhehongzhushiguliaolidudezengda，molaishihuachengduzhujianjiangdi，yincicancunhongzhushidehanliangzengjia。

　　顯微結構分析

　　圖5示出了經1450℃保溫3h燒成的試樣MA1( 加≤1 mm紅柱石) 和試樣MA5(加5mm～3 mm 紅柱石) 的顯微結構。由圖5可知，兩試樣中的紅柱石骨料( 已部分莫來石化) 與基質部分均發生分離而產生了微裂紋。這可能是由於紅柱石骨料(已部分莫來石化) derepengzhangxishugexiangyixing，hongzhushiguliaoyujizhibirancunzairepengzhangxishushipei。zaishaojiejiangwenguochengzhongyourepengzhangxishushipeichanshengdeyinglidaozhileweiliewendechansheng。tongguoduibitu5(a) 和圖5(b) 可知: 添加的紅柱石骨料粒度越大，燒成試樣中形成微裂紋的尺寸也越大。而微裂紋尺寸的增大
，會導致試樣的抗折強度和彈性模量不斷降低( 見圖2和圖3) 。

　　結論

　　不加紅柱石骨料的燒成試樣抗折強度最大，但抗熱震性最差； 添加紅柱石骨料的燒成試樣

，隨著紅柱石骨料粒度的增大，試樣的抗折強度和彈性模量逐漸減小，但抗熱震性逐漸增強。

　　zaishiyangshaojiejiangwenguochengzhong，tianjiadehongzhushiguliaoliduyueda，hongzhushiguliaoyujizhijianderepengzhangxishushipeichanshengdeyingliyueda，chanshengweiliewendechicunyejiuyueda； 而較大尺寸的微裂紋在熱震過程中可以有效阻止新裂紋的產生和裂紋擴展
，提高莫來石—剛玉材料的抗熱震性，因此添加20%(w) 的5 mm～ 3 mm 紅柱石骨料的試樣具有較好的抗熱震性。