如何緩解金屬硅粉在堿性環境下的膨脹

【概要描述】 金屬硅又稱結晶硅或工業硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。硅是非金屬元素,呈現灰色,有金屬色澤,性硬且脆。硅的含量約占地殼質量的26%;相對原子質量為28.8,密度為2.33g/cm3,熔點為1410℃,沸點為2355℃,電阻率為2140Ω·m。
【概要描述】 金屬硅又稱結晶硅或工業硅,其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。硅是非金屬元素,呈現灰色,有金屬色澤,性硬且脆。硅的含量約占地殼質量的26%;相對原子質量為28.8,密度為2.33g/cm3,熔點為1410℃,沸點為2355℃,電阻率為2140Ω·m。
根據使用環境和條件不同,耐堿耐火澆注料有輕質和重質之分,氣孔率大于45%的為輕質耐堿澆注料,氣孔率小于45%的為重質耐堿澆注料。而重質的又可分為中溫耐堿澆注料和高溫耐堿澆注料。
輕質耐堿耐火澆注料所用的骨料有耐堿陶粒、黏土質多孔熟料、廢瓷器料、高強度膨脹珍珠巖等,結合劑用鋁酸鈣水泥或水玻璃。耐堿性料可用高硅質耐火原料,該類材料在高溫下會與堿金屬氧化物反應生成高黏度的液相,形成一層軸化狀致密保護層,以阻止堿金屬熔融物的進一步滲透和侵蝕。其化學成分一般為:Al2O330%?55%,SiO225%?45%。傳統耐堿澆注料水泥用量為25%?30%,則加水量為20%?25%。由于在中溫(800?1000℃)下水泥膠結構的破壞,引起強度的大幅度下降,只為烘干強度的50%左右。因此,可引入超微粉及合適的分散劑,是水泥用量降到10%?20%,加水量降為15%?20%。典型低水泥輕質耐堿耐火澆注料的物理性能如下:溫度為110℃,16h烘干,容重1.5?1.6g/cm3,抗折強度3?6MPa,耐壓強度30?40MPa;溫度1100℃,3h燒后,容重1.4?1.5g/cm3,抗折強度6.0?6.5MPa,耐壓強度40?45MPa,燒后線變化率-0.3%?-0.5%;溫度為350℃,熱導率0.4?0.5W/(m·K)。
重質耐堿耐火澆注料所用骨料有礬土熟料、黏土熟料等,結合劑和耐堿性粉料與輕質耐堿澆注料相同。其主要化學成分為:Al2O335%?60%,SiO235%?60%。傳統重質耐堿耐火澆注料水泥用料20%,加水量10%?15%;低水泥型重質耐堿耐火澆注料水泥用量5%?15%,加水量6.5%?7.5%。低水泥重質耐堿耐火澆注料結合劑采用鋁酸鈣水泥加氧化硅微粉(煙塵硅),加入氧化硅微粉既有助于提高澆注料的中溫結合強度,也有助于在使用中澆注料襯體表面形成防滲透軸層,其特點是中溫(1000?1200℃)燒后強度與烘干(110℃)后強度相當,耐堿侵蝕性能良好。典型的低水泥重質耐堿耐火澆注料的物理指標如下:溫度為110℃,16h烘干,體積密度2.20?2.59g/cm3,抗折強度4~8MPa,耐壓強度40~60MPa;溫度1100℃,3h燒后,體積密度2.20~2.40g/cm3,抗折強度6?10MPa,耐壓強度35?55MPa,燒后線變化率-0.3%?-0.4%,熱震穩定性(1100℃→水冷)大于20次;溫度為350℃,熱導率1.2?1.3W/(m·K)。
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