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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：來源:高鋁磚廠家作者：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，通過雙向加壓實(shí)現(xiàn)素坯密度≥2.8g/cm³，確保微觀結(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)化樹脂固化效果。

三、燒成制度設(shè)計(jì)

多階段控溫曲線：

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)樹脂碳化無開裂

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。

微觀缺陷修復(fù)：

通過高壓浸漬工藝（58MPa），將磷酸鋁溶液滲入開口氣孔，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，顯著延長窯襯使用壽命。

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