结合剂对氧化铝体系长水口内衬材料结构与性能的影响

摘要

为改善免预热长水口内衬氧化铝材料的使用性能,以氧化铝空心球、板状刚玉和α-Al2O3微粉为主要原料,分别以磷酸二氢铝溶液(磷酸二氢铝与水的质量比为7∶3)和木质素磺酸钙溶液(木质素磺酸钙与水的质量比为1∶1)-黏土为结合剂制备了长水口内衬Al2O3材料,研究了结合剂含量(磷酸二氢铝溶液的外加质量分数分别为2％、4％、6％、8％和10％,黏土的外加质量分数为4％,木质素磺酸钙溶液的外加质量分数分别为2％、4％、6％、8％和10％)和热处理温度(950和1 550℃)对试样结构与性能的影响.结果表明:950 ℃热处理后,两种结合体系的试样均以α-Al2O3相为主,以磷酸二氢铝为结合剂的试样中出现了AlPO4相;两种结合体系的试样均未发生烧结;以木质素磺酸钙-黏土为结合剂的试样的体积密度、常温抗折强度和热导率随结合剂含量的增加而升高,线膨胀率基本相同;以磷酸二氢铝为结合剂的试样的体积密度、常温抗折强度和热导率随结合剂含量的增加先升高后降低,并且由于石英型AlPO4相变作用,试样在500 ～600、700 ～800℃出现了急剧膨胀现象;1 550℃热处理后,以磷酸二氢铝为结合剂的试样发生明显的烧结现象,体积密度和强度升高;以木质素磺酸钙-黏土为结合剂的试样由于碳的阻碍作用,强度随结合剂含量增加而下降.综合考虑各项性能,磷酸二氢铝溶液和木质素磺酸钙溶液适合加入量(w)分别为4％和2％.