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概况
Al2O3- SiO2系耐火材料:硅质、硅酸铝质、 氧化铝质。 硅质—SiO2 ： SiO2 >93% 硅酸铝质— Al2O3,SiO2
半硅质： Al2O3:15~30%，酸性，略有膨胀（不定型 耐火材 料的膨胀剂）; 粘土质： Al2O3 : 30~46%（我国为48%），具有较高的高温 性能，适应性强；陶瓷的主要原料; 高铝质： Al2O3 : >46% ，（又可分为I 、II 、III等三 等， 耐火度和热震性随A3S2 、 Al2O3 量变化；
SiO2
TiO2 Al2O3 Fe2O3
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不同密度硅砖化学矿物组成对比
普通硅砖 高密度硅砖 0.14 95.85 0.07 0.96 0.59 2.10 0.06 0.08 0.10 ＜1 61 21 超高密度硅砖 0.16 96.06 0.07 0.85 0.54 1.96 0.15 0.07 0.14 ＜1 53 26
化学成分
％ LOI
氧化铝质—Al2O3： Al2O3 >95%
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按晶相组成可以分为：莫来石质、刚玉质、 刚玉-莫来石质。 应用：冶金工业（高炉、热风炉、蓄热室、 加热炉、 均热炉、退火炉及铸锭系统等）、 建材工业、机械工业、石油化工工业、动 力工业以及轻工 业等。
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SiO2-Al2O3系组成与耐火度间的关系
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3.2
本节重点：
硅质耐火材料
Refractories of SiO2 system
◆ SiO2变体及晶型转变 ◆ 鳞石英的熔点及结晶特性 ◆ 矿化剂的选择原则及其种类 ◆ 硅砖的生产工艺及其性能
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刚玉砖
95~99
莫来石~50%） 弱酸性 石英变体、玻璃体 莫来石（60~70%） 弱酸性 石英变体、玻璃体 莫来石、少量刚玉、 弱酸性 玻璃体 莫来石、刚玉、少 似中性 量玻璃体 材料科学与工程学院 刚玉、少量玻璃体 中性
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4、A3S2-SiO2子系统
①SiO2与莫来石之间有一低共熔点 (1587±10℃),共溶组成为Al2O3： 5.5%,SiO2 ：94.5%.
第三章
本章重点：
硅酸铝系耐火材料
Refractories of Al2O3-SiO2 system
◆ Al2O3-SiO2二元系统←结晶效应 ◆ 杂质对Al2O3-SiO2二元系统的影响←玻璃效应 ◆ Al2O3-SiO2系制品的生产工艺 ◆ Al2O3-SiO2系制品的性能
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5 Al2O3-A3S2子体系
A3S2熔点为1850℃， Al2O3：2050 ℃ 以及低共熔点1840℃，都很高，因此莫来石 和刚玉质的耐火材料性能优良。 Al2O3含量高，则刚玉生成量越高， 使液相生成温度越高。
5、结论： 固液相数量及其比例、共熔温度、 及液相随温度升高的增长速度决定 制品的高温性能。
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表 Al2O3-SiO2 系耐火材料的分类及主要矿相
制品名称
硅质Al2O3含量，Fra bibliotek 主要矿相＞93%(SiO2)
化学性质
半硅质
粘土
15~30
30~46
鳞石英、方石英 酸性 残余石英、玻璃相 石英变体、莫来石、 半酸性 玻璃体
Ⅲ等高铝砖 46~60 Ⅱ等高铝砖 60~75 Ⅰ等高铝砖 75
高密度硅砖
33 2.311 2.30 1.85 19.5 0.103 62
超高密度硅砖
32 2.302 2.26 1.93 14.6 0.035 95
19 5
1.30 1.17 0 1620
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19.9 5.5
1.35 1.20 0 1630 1.39 1.66
21.1 11.6
1.76 1.18 0 1630 1.61 1.96
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§ 3.1 Al2O3-SiO2 系相组成情况
一、 Al2O3-SiO2 二元系的情况
2050
可分为两个子二元系：
α- Al2O3-A3S2
1723 A3S2-SiO2
72~78%
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1、Al2O3/SiO2 的连续变化，可以生产出刚玉 质、I、 II、III等高铝质，粘土质、半硅质、 硅质耐火材料； 2、莫来石组成为产品种类明显变化的分界 线； 莫来石组成： Al2O3：71.8%, SiO2 ：28.2% 熔点：1850℃ 实际上,莫来石组成不固定, Al2O3：72-78% 3、Al2O3/SiO2 >莫来石组成的高铝砖（特等、一等和 高二等）、刚玉砖基本晶相组成为：莫来石、刚玉 或刚玉。 Al2O3/SiO2 <莫来石组成的高铝砖（低二等、三等）、 粘土砖、半硅砖和硅砖基本晶相组成为： SiO2 、莫 来石或SiO2 。
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简介 :
一、定义及分类
定义: 以SiO2为主要成分（93-98%）的耐火制 品,包括硅砖、特种硅砖、石英玻璃及其制品。 分类: 普通硅砖 高密度硅砖→超高密度硅砖
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不同密度硅砖物理性能对比
普通硅砖
耐火度（SK） 真比重 显比重 体积密度 g/cm3 显气孔率 ％ 透气度 cc/Sec 常温耐压强 MPa 度 抗折强度 MPa 室温 高温 1480℃ 常温弹性模 MPa 数 热膨胀率 1000℃，％ 2h， 重烧变形 1450℃× ％ 荷重软化点 ℃ T1 热传导率 Kcal/m· h· ℃ 2018/10/13 350℃ 800℃ 32 1/2 2.309 2.30 1.80 21.6 0.121 60
E1点距SiO2 一侧很近, 如果在SiO2 中加 入1%的Al2O3,根据杠杆规则,在1587℃将会 产生1:5.5=18.2%的液相. 所以,硅砖中要防止Al2O3混入.
②1587~1700℃，液相线较陡（说明 液相增加速度慢）;1700℃以上，液相 线较平（说明液相增加速度较快）
*以上说明：粘土制品的荷重软化开始温度低， 荷重软化温度范围宽。