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硅莫磚生產(chǎn)工藝原理
發(fā)布時(shí)間：2025/2/11 17:16:49 點(diǎn)擊率： 來(lái)源:高鋁磚廠(chǎng)家 作者：榮盛耐材硅莫磚生產(chǎn)工藝原理介紹
一、原料體系構(gòu)建
核心組分設(shè)計(jì)：
以高純碳化硅微粉（SiC）與特種礬土基剛玉（αAl₂O₃）構(gòu)成主晶相，引入硅微粉（SiO₂）作為高溫結(jié)合劑，復(fù)合稀土氧化物（Y₂O₃/La₂O₃）作為燒結(jié)助劑。
顆粒級(jí)配優(yōu)化：
執(zhí)行三級(jí)顆粒配比制度：
粗顆粒：剛玉骨料占比40-45%，承擔(dān)結(jié)構(gòu)骨架功能
中顆粒：碳化硅占比30-35%，構(gòu)建導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)
細(xì)粉：硅微粉+稀土氧化物占比20-25%，促進(jìn)燒結(jié)致密化
二、混煉成型工藝
復(fù)合結(jié)合體系：
采用酚醛樹(shù)脂（殘?zhí)悸省?5%）與硅溶膠（SiO₂含量25%）雙結(jié)合機(jī)制，前者提供常溫強(qiáng)度，后者形成高溫陶瓷結(jié)合。
等靜壓成型控制：
在高強(qiáng)的壓力條件下，通過(guò)雙向加壓實(shí)現(xiàn)素坯密度≥2.8g/cm³，確保微觀(guān)結(jié)構(gòu)各向同性。成型模具采用梯度溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)（80-120℃），優(yōu)化樹(shù)脂固化效果。
三、燒成制度設(shè)計(jì)
多階段控溫曲線(xiàn)：
低溫脫脂段：階梯式升溫（2℃/min），配合氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛，實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂碳化無(wú)開(kāi)裂
中溫反應(yīng)段：引入弱還原性CO氣氛，降低碳化硅表面氧化
高溫?zé)Y(jié)段：通過(guò)固相燒結(jié)機(jī)制，形成SiCAl₂O₃SiC2O復(fù)相結(jié)構(gòu)
顯微結(jié)構(gòu)調(diào)控：
在燒結(jié)后期，硅微粉與剛玉反應(yīng)生成莫來(lái)石（3Al₂O₃·2SiO₂）晶須，穿插于碳化硅晶界，形成三維互鎖增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
四、后處理強(qiáng)化工藝
表面改性處理：
采用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝，在制品表面形成50100μm的Si3N4/SiC復(fù)合涂層，提升抗熔渣滲透能力。
微觀(guān)缺陷修復(fù)：
通過(guò)高壓浸漬工藝（58MPa），將磷酸鋁溶液滲入開(kāi)口氣孔，經(jīng)二次熱處理（800℃）形成AlPO4封孔層。
五、質(zhì)量控制要點(diǎn)
1.原料檢測(cè)：激光粒度分析儀監(jiān)控碳化硅粒度分布
2.素坯檢測(cè)：工業(yè)CT掃描確保體積密度偏差
3.燒成監(jiān)控：紅外熱像儀實(shí)時(shí)跟蹤窯內(nèi)溫度場(chǎng)均勻性
4.成品檢測(cè)：
顯氣孔率≤17-19%（水銀壓汞法）
常溫耐壓強(qiáng)度≥85MPa（試驗(yàn)機(jī)）
熱震穩(wěn)定性（1100℃水冷）≥10次（無(wú)裂紋擴(kuò)展）
該工藝體系生產(chǎn)的硅莫磚已廣泛應(yīng)用于新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯過(guò)渡帶，在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)異的抗堿蝕性和熱震穩(wěn)定性，顯著延長(zhǎng)窯襯使用壽命。
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