高铝矾土(DK型)熟料的相组成、显微结构及其性能
发布日期： 2019-08-20 16:04:50 阅读量（334） 作者：刘梓明高铝矾土(DK型)熟料的相组成
DK型高铝矾土熟料主要由刚玉相、莫来石相和玻璃相组成，其各相含量与矾土中Al2O3含量和Al2O3/SiO2有关，其关系可由图1表示。
图1高铝矾土(DK型)熟料的相组成
从图中可以看出，当Al2O3含量小于70%时，莫来石相的含量随着Al2O3含量的增加而增加、刚玉的含量随之下降;当Al2O3含量大于70%时，莫来石的含量随着Al2O3含量的增加而下降、刚玉含量则随之增加。我国各级矾土的莫来石及刚玉含量如表1所示。
表1我国各级矾土的莫来石及刚玉含量(%)
在高铝矾土熟料中，玻璃相中的Al2O3含量与矾土原料中的Al2O3含量有着密切的关系。矾土原料中的Al2O3含量(或者Al2O3/SiO2)越高，那么煅烧后的高铝矾土熟料中玻璃相中的Al2O3含量(或者Al2O3/SiO2)也就越高;特别是，当Al2O3含量>70%时，玻璃相中的Al2O3含量(或者Al2O3/SiO2)的增加更为明显。而矾土中的杂质含量对玻璃相的形成也有明显的影响，尤其是K2O和Na2O的含量对其影响较大。我国高铝矾土熟料的玻璃相特征如表2所示。
从表中可以看出，S等和I等高铝矾土中玻璃相含量较低，玻璃相组成中Al2O3含量较高，SiO2含量较低，也就是说，其Al2O3/SiO2较高，TiO2含量较高，造成在高温下玻璃相的流动性较大，这就会有利于矾土的烧结，但并不利于其高温力学性能的提高。II等矾土中所含玻璃相较少，其中SiO2含量在50%左右，TiO2含量较低，使得玻璃相的流动性不大，不利于矾土的烧结，但却有利于提高其高温力学性能。III等矾土玻璃相含量较多，有利于其烧结，但是并不利于提高材料的高温力学性能。
表2我国高铝矾土的玻璃相特征(%)
高铝矾土(DK型)熟料的显微结构特征
S等和I等高铝矾土熟料的显微结构中晶体主要为粒状刚玉，其中还有一定量的莫来石和少量的钛酸铝固溶体，玻璃相较少，刚玉和莫来石晶体之间有较为明显的直接接触。
II等高铝矾土中大多为发育良好的莫来石晶体，还有一些刚玉集合体，以及少量的玻璃相。在II等高铝矾土中，莫来石晶体形成连续的交叉网络结构，玻璃相填充在交叉网络结构的空隙之间。
III等高铝矾土的显微结构是由连续玻璃基质中夹杂的细小莫来石晶体组成，也有刚玉细晶散乱分布在基质里，晶体之间几乎没有直接接触。
高铝矾土的性能
孙庚辰、钟香崇等通过一系列的研究得出，高铝矾土材料的性能与其中所含Al2O3含量有着密切的关系，一般来说，II等的力学性能要优于I等高铝矾土，I等高铝矾土的力学性能比III等高铝矾土的要好，材料中Al2O3含量越接近70%，其高温力学性能就越好。同时还指出，与单晶相材料相比，两晶相材料的高温力学性能要较为良好，而单晶相莫来石材料的力学性能比单晶相刚玉材料的力学性能要好，这主要是与材料的显微结构特征有关。
钟香崇指出：矾土熟料的力学性能主要与其显微结构特征相关，而其显微结构受到以下两个因素的影响：一是玻璃效应，即为玻璃基质的数量和粘度;二是结晶效应，即为晶体间接触的程度和方式。矾土熟料主要由莫来石、刚玉和玻璃相组成，玻璃效应和结晶效应对其力学性能同时起作用，并相互影响。
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