1 引 言

干(gan)式搗(dao)(dao)打(da)料(liao)是(shi)由(you)(you)一定(ding)(ding)顆粒級配的(de)耐(nai)火骨料(liao)、粉料(liao)、結合劑(ji)和(he)(he)外(wai)加劑(ji)組成的(de)用人工(gong)或機(ji)械方法搗(dao)(dao)打(da)施工(gong)， 并在一定(ding)(ding)溫度下硬化的(de)不定(ding)(ding)形耐(nai)火材(cai)料(liao)，多用作(zuo)感(gan)應(ying)爐(lu)爐(lu)襯材(cai)料(liao)。無芯(xin)中頻(pin)感(gan)應(ying)爐(lu)用干(gan)式搗(dao)(dao)打(da)料(liao)分酸(suan)性、堿性和(he)(he)中性三類。無芯(xin)感(gan)應(ying)爐(lu)由(you)(you)于具有升溫能力(li)強、可間歇作(zuo)業、爐(lu)襯費用低、使用靈活方便等特點，被廣泛應(ying)用于鑄(zhu)造行業，是(shi)國內鑄(zhu)造企(qi)業熔(rong)化鐵和(he)(he)有色金屬(shu)或熔(rong)液保(bao)溫的(de)主要設(she)備。目前，許多感(gan)應(ying)爐(lu)的(de)爐(lu) 襯材(cai)料(liao)采用硅質(zhi)干(gan)式搗(dao)(dao)打(da)料(liao)。 

干(gan)式(shi)搗(dao)(dao)(dao)打(da)料(liao)呈松散狀，成型之(zhi)前無粘結(jie)(jie)性(xing)，只有(you)以(yi)振動或強力搗(dao)(dao)(dao)打(da)才可獲得(de)密實的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)使(shi)得(de)粒(li)(li)度(du)分布 ( 合(he)理(li)(li)級(ji)配) 成為(wei)影(ying)(ying)響(xiang)其性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)因(yin)素之(zhi)一。爐(lu)襯(chen)作(zuo)為(wei)感應爐(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)組成部分，不但(dan)直(zhi)接影(ying)(ying)響(xiang)熔煉金屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)質量，而(er)且(qie)還(huan)影(ying)(ying)響(xiang)其生產成本(ben)(ben)，因(yin)而(er)爐(lu)襯(chen)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)是十分重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。硅(gui)(gui)(gui)(gui)砂(sha)(sha)與中性(xing)和堿性(xing)耐(nai)火(huo)材料(liao)材料(liao)相比，價格低(di)廉(lian)，目前以(yi)硼酸為(wei)燒(shao)結(jie)(jie)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)質干(gan)式(shi)搗(dao)(dao)(dao)打(da)爐(lu)料(liao)使(shi)用十分廣泛，石英(ying)材料(liao)具(ju)有(you)耐(nai)高溫(wen)(wen)、低(di)導熱(re)及(ji)低(di)熱(re)膨脹( α = 0． 54 × 10 － 6℃ － 1 ) 等性(xing)能(neng)特點，但(dan)是硅(gui)(gui)(gui)(gui)質材料(liao)在(zai)高溫(wen)(wen)下存在(zai)較復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)型轉(zhuan)變(bian)，因(yin)而(er)要(yao)考 慮加入硅(gui)(gui)(gui)(gui)砂(sha)(sha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)度(du)組成以(yi)及(ji)結(jie)(jie)合(he)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)對(dui)材料(liao)高溫(wen)(wen)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。從(cong) SiO2-B2O3 相圖(tu)看(kan)，B2O3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入量以(yi) 小(xiao)于 2% 為(wei)宜。隨著原(yuan)料(liao)顆(ke)粒(li)(li)粒(li)(li)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)大，燒(shao)后(hou)硅(gui)(gui)(gui)(gui)質材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)壓強度(du)增(zeng)大，因(yin)而(er)搗(dao)(dao)(dao)打(da)料(liao)中加入硅(gui)(gui)(gui)(gui)砂(sha)(sha)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)度(du)適(shi)當大些。這(zhe)些因(yin)素都會對(dui)燒(shao)后(hou)硅(gui)(gui)(gui)(gui)質干(gan)式(shi)搗(dao)(dao)(dao)打(da)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試樣(yang)性(xing)能(neng)有(you)所影(ying)(ying)響(xiang)。本(ben)(ben)文針(zhen)對(dui)現有(you)硅(gui)(gui)(gui)(gui)質干(gan)式(shi)搗(dao)(dao)(dao)打(da)料(liao)使(shi) 用存在(zai)組成不合(he)理(li)(li)、結(jie)(jie)合(he)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)較多等問題，研(yan)究不同原(yuan)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)度(du)組成、結(jie)(jie)合(he)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類(lei)對(dui)材料(liao)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)， 確定材料(liao)合(he)適(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)級(ji)配及(ji).佳(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)合(he)劑。

2 實 驗

采用的(de)(de)原(yuan)料為分(fen)別(bie)(bie)(bie)為 3 ～ 1 mm、≤1 mm 和(he)(he)(he)≤0． 053 mm 粒(li)度的(de)(de)石英砂( wSiO2 = 99． 53% ) 和(he)(he)(he)工(gong)業(ye)級純度 的(de)(de)硅(gui)微粉、硼酸、氧化硼、偏硅(gui)酸鈉( 0． 5 ～ 1 mm) 、氧化鈣。硅(gui)質干式(shi)料的(de)(de)配比(bi)組成見表 1。按(an)表 1 的(de)(de)配比(bi)準(zhun)(zhun)確稱料，干混(hun)勻后(hou)導(dao)入模具中手工(gong)搗打成型。將(jiang)成型好的(de)(de)試樣(yang)分(fen)別(bie)(bie)(bie)在(zai) 1500 ℃ 和(he)(he)(he) 1550 ℃ 下保溫 3 h 脫模。 以(yi) S3 試樣(yang)的(de)(de)顆(ke)粒(li)級配為基(ji)準(zhun)(zhun)，加入不(bu)同結合劑試樣(yang)的(de)(de)配比(bi)如(ru)下表 2 所示。1500 ℃ 和(he)(he)(he) 1550 ℃ 燒后(hou)試樣(yang)分(fen)別(bie)(bie)(bie) 按(an) GB /T 5988-2007、GB /T 2997-2000 和(he)(he)(he) GB /T 5027-2008 測量..線(xian)變化、顯氣孔(kong)率和(he)(he)(he)耐(nai)壓強度，用 X 射線(xian) 衍射儀進行物相分(fen)析。

3 結果與討論(lun)

圖 1 是(shi)試(shi)(shi)樣(yang)經過不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)(du)(du)燒(shao)(shao)(shao)(shao)后(hou)的(de)(de)性(xing)能(neng)圖。從圖 1a 和 b 可以看(kan)出，不(bu)同(tong)粒度(du)(du)(du)組成(cheng)試(shi)(shi)樣(yang)在 1500 ℃ 燒(shao)(shao)(shao)(shao)后(hou)的(de)(de) 氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)率明顯高(gao)于(yu)在 1550 ℃燒(shao)(shao)(shao)(shao)后(hou)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)率，S2 試(shi)(shi)樣(yang)在不(bu)同(tong)溫(wen)度(du)(du)(du)燒(shao)(shao)(shao)(shao)后(hou)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)率和體(ti)積(ji)密度(du)(du)(du)的(de)(de)變(bian)化較大(da); S3 試(shi)(shi) 樣(yang)的(de)(de)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)率在不(bu)同(tong)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)(du)時與 S1、S2 相(xiang)比有.小(xiao)的(de)(de)顯氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)率，有.大(da)的(de)(de)體(ti)積(ji)密度(du)(du)(du)。原因是(shi): 隨著燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)高(gao)，顆粒燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)程度(du)(du)(du)增加，顆粒與顆粒之間(jian)結(jie)合緊密。在相(xiang)同(tong)燒(shao)(shao)(shao)(shao)結(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)時，S3 試(shi)(shi)樣(yang)的(de)(de)堆積(ji)更緊密，氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)得(de)到 更充分地填(tian)充。

圖(tu) 1c 給出了(le)不(bu)同顆粒(li)級配試樣(yang)經過(guo) 1500 ℃和(he) 1550 ℃燒(shao)(shao)(shao)后(hou)的(de)線(xian)變(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)率(lv)。從圖(tu)中(zhong)可(ke)以看出，S2、S3 試樣(yang) 在(zai) 1500 ℃燒(shao)(shao)(shao)后(hou)的(de)線(xian)變(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)率(lv)明顯比(bi)在(zai) 1550 ℃燒(shao)(shao)(shao)后(hou)的(de)要低。在(zai)相(xiang)(xiang)同溫度(du)(du)燒(shao)(shao)(shao)后(hou)，這三組樣(yang)品(pin)中(zhong) S3 試樣(yang)的(de)線(xian)變(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)率(lv).小，線(xian)變(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)率(lv)分別為(wei) 7． 79% 和(he) 8． 03% 。原(yuan)因是: 顆粒(li)中(zhong)的(de)石(shi)英(ying)相(xiang)(xiang)發(fa)生晶(jing)型(xing)轉變(bian)(bian)(bian)(bian)需要較高(gao)一定的(de)溫度(du)(du)，當 燒(shao)(shao)(shao)結溫度(du)(du)高(gao)時，干式搗打料中(zhong)已(yi)形(xing)成較多(duo)的(de)液(ye)相(xiang)(xiang)，大顆粒(li)體(ti)積(ji)(ji)膨脹會被液(ye)相(xiang)(xiang)吸收，降低了(le)其膨脹率(lv)［10］。因此作為(wei)爐襯材料的(de)石(shi)英(ying)砂，考慮高(gao)溫時體(ti)積(ji)(ji)穩定性的(de)影響，選(xuan)擇(ze) S3 試樣(yang)的(de)粒(li)度(du)(du)組成比(bi)較好。

圖 2a 和(he)(he) b 分別是(shi)(shi)不同結(jie)(jie)(jie)合劑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai) 1500 ℃和(he)(he) 1550 ℃燒(shao)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)(he)體積(ji)(ji)(ji)密(mi)度(du)(du)。從圖中知(zhi)道(dao)，1500 ℃時 S20 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).低，體積(ji)(ji)(ji)密(mi)度(du)(du).高(gao)(gao)。1550 ℃ 時 S26 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).低，S29 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).高(gao)(gao)。 S20 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)1500 ℃和(he)(he)1550 ℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)相(xiang)(xiang)差(cha)較大(da)。原因(yin)是(shi)(shi)在(zai)(zai)1500 ℃時 S20 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)中加(jia)(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)合劑很好(hao)地促(cu)進(jin)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)，有利于試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)中氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)排出(chu)，提(ti)高(gao)(gao)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)致密(mi)性。 圖 2c 是(shi)(shi)不同結(jie)(jie)(jie)合劑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai) 1500 ℃和(he)(he) 1550 ℃燒(shao)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)。不同試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)燒(shao)成(cheng)后，試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)都為(wei)(wei)(wei) 正值，表(biao)現為(wei)(wei)(wei)體積(ji)(ji)(ji)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)。1500 ℃ 時 S26 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).高(gao)(gao)，為(wei)(wei)(wei) 8． 37% ，S20 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).低，為(wei)(wei)(wei) 2． 69% 。 1550 ℃時線(xian)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).高(gao)(gao)為(wei)(wei)(wei) S24，為(wei)(wei)(wei) 7． 5% ，S20 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv).低，為(wei)(wei)(wei) 5． 23% 。因(yin)此可以(yi)(yi)判斷出(chu)在(zai)(zai)粒度(du)(du)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情 況(kuang)下(xia) S20 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)(jie)合劑在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)時熔融形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液相(xiang)(xiang)可以(yi)(yi)更好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低顆粒晶型轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)。 圖 2d 是(shi)(shi)不同結(jie)(jie)(jie)合劑試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai) 1500 ℃和(he)(he) 1550 ℃燒(shao)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)。1500 ℃時耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du).高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)是(shi)(shi) S25， 為(wei)(wei)(wei) 10． 22 MPa，.小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)為(wei)(wei)(wei) S23，** 2． 07 MPa; 1550 ℃時耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du).高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi) S20，為(wei)(wei)(wei) 9． 936 MPa，.小的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de) 仍是(shi)(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)是(shi)(shi) S23，** 2． 27 MPa。 S22 與 S21 相(xiang)(xiang)比，兩(liang)者(zhe)(zhe)燒(shao)后顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)(he)體積(ji)(ji)(ji)密(mi)度(du)(du)沒有大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，但 S22 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)(he)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)比 S21 高(gao)(gao) 一些，這可能(neng)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)隨(sui)著(zhu) B2O3 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)促(cu)進(jin)了石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)，而石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中會有較復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)，伴 隨(sui)著(zhu)一定量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積(ji)(ji)(ji)膨(peng)(peng)脹(zhang)(zhang)，表(biao)現為(wei)(wei)(wei)線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)大(da)，而促(cu)進(jin)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)會使試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。 通過 S21、S23、S24、S25 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)對比，后三者(zhe)(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積(ji)(ji)(ji)密(mi)度(du)(du)與前(qian)者(zhe)(zhe)沒有多大(da)差(cha)別，顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)(he)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)較前(qian)者(zhe)(zhe)有所上升。偏硅酸鈉可以(yi)(yi)作(zuo)為(wei)(wei)(wei)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)粘結(jie)(jie)(jie)劑，其(qi)加(jia)(jia)入(ru)量(liang)(liang)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)促(cu)進(jin)了石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂燒(shao)結(jie)(jie)(jie)，使 試(shi)(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)有所增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和(he)(he)線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規律不是(shi)(shi)很明(ming)顯。 實驗也加(jia)(jia)入(ru) CaO 作(zuo)為(wei)(wei)(wei)礦化(hua)(hua)劑，控制(zhi)(zhi)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶型轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)。隨(sui)著(zhu) CaO 含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，其(qi)顯氣(qi)孔(kong)(kong)(kong)(kong)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、線(xian)變(bian)(bian)化(hua)(hua)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)、耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)均有所變(bian)(bian)化(hua)(hua)，S27 較 S26 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)(du)有所增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)，說(shuo)明(ming) CaO 能(neng)控制(zhi)(zhi) SiO2 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶型轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)( 方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)向石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)轉(zhuan)(zhuan) 變(bian)(bian)) ，使其(qi)向有利于其(qi)強度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方向發展。加(jia)(jia)入(ru) SiO2 微粉能(neng)形成(cheng)液相(xiang)(xiang)，促(cu)進(jin)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)砂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)，但是(shi)(shi)隨(sui)著(zhu) SiO2微(wei)粉(fen)的(de)加入，其(qi)強度(du)有所降低(di)(di)，這可(ke)能是(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei) SiO2 的(de)引入在(zai)一定程度(du)上改變(bian)(bian)了其(qi)晶型轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)，使其(qi)膨脹率(lv)高(gao)(gao)， 耐(nai)壓強度(du)低(di)(di)。 圖(tu)(tu) 3 是(shi)試樣(yang)(yang)(yang)燒后物相(xiang)組(zu)成(cheng)分(fen)析(xi)圖(tu)(tu)。從圖(tu)(tu) 3a 中可(ke)以看(kan)出，1500 ℃ 時 S20 試樣(yang)(yang)(yang)的(de)主要(yao)物相(xiang)是(shi)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)和方石(shi)(shi)(shi) 英(ying)(ying)(ying)，通過半(ban)定量(liang)分(fen)析(xi)，試樣(yang)(yang)(yang)中石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)含量(liang)為(wei)(wei) 58% ，方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)含量(liang)為(wei)(wei) 42% ，石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)向方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)轉(zhuan)(zhuan)化并不完全。圖(tu)(tu) 3b 是(shi) 1550 ℃時 S20 試樣(yang)(yang)(yang) XRD 圖(tu)(tu)譜，方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)峰(feng)比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)多，通過半(ban)定量(liang)分(fen)析(xi)，石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)含量(liang)為(wei)(wei)5% ，方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)含量(liang)為(wei)(wei)95% ，石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)向方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)轉(zhuan)(zhuan)化比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)完全。從 XRD 圖(tu)(tu)譜分(fen)析(xi)可(ke)知，1550 ℃ 膨脹率(lv)比(bi)(bi) 1500 ℃ 高(gao)(gao)些是(shi)因(yin)(yin)為(wei)(wei)石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)向方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)轉(zhuan)(zhuan)化多，因(yin)(yin)此產生的(de)膨脹率(lv)較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)些; 1550 ℃時因(yin)(yin)為(wei)(wei)試樣(yang)(yang)(yang)中石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)向方石(shi)(shi)(shi)英(ying)(ying)(ying)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)(bian)的(de)比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)完全，試樣(yang)(yang)(yang)整體的(de)結構穩定性比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)好，相(xiang)比(bi)(bi)其(qi)他試樣(yang)(yang)(yang)擁有較(jiao)(jiao)高(gao)(gao)的(de)耐(nai)壓強度(du)。

2 不同結合劑試樣在 1500 ℃和 1550 ℃燒后性能( a) 顯氣(qi)孔率(lv); ( b) 體積密度(du); ( c) 線變化率(lv)和( d) 耐壓強度(du)

4 結(jie) 論

( 1) 經過(guo) 1500 ℃和(he)(he) 1550 ℃燒(shao)后，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)線變(bian)化率(lv)、氣(qi)孔(kong)率(lv)、體(ti)積(ji)(ji)密(mi)度(du)均有比較(jiao)(jiao)明顯的(de)(de)差別，說(shuo)明不同的(de)(de)顆(ke)粒(li)緊密(mi)堆積(ji)(ji)程度(du)影(ying)響較(jiao)(jiao)大(da)，對(dui)制品(pin)的(de)(de)性能的(de)(de)影(ying)響也很大(da); ( 2) 試(shi)(shi)樣(yang)(yang)中含有較(jiao)(jiao)多的(de)(de)大(da)顆(ke)粒(li)，在燒(shao)結過(guo)程中可以減(jian)小試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)膨脹(zhang)率(lv)，其粒(li)度(du)分布符合緊密(mi)堆積(ji)(ji)原(yuan)理， 細粉可以充分填(tian)充氣(qi)孔(kong)，降低(di)氣(qi)孔(kong)率(lv)，提高制品(pin)的(de)(de)體(ti)積(ji)(ji)密(mi)度(du)，從而使其耐(nai)壓強度(du)偏高; ( 3) 結合劑在 1500 ℃ 和(he)(he) 1550 ℃ 生成液相后，能夠潤濕顆(ke)粒(li)表面，減(jian)少顆(ke)粒(li)膨脹(zhang)帶來的(de)(de)較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)線變(bian)化。2486 專題論文 硅(gui) 酸 鹽 通(tong) 報 第 34 卷 1550 ℃燒(shao)后試(shi)(shi)樣(yang)(yang)中石英向方石英轉變(bian)徹底(di)，將具有較(jiao)(jiao)好的(de)(de)氣(qi)孔(kong)率(lv)和(he)(he)耐(nai)壓強度(du)。