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硅莫磚生產工藝原理

發布時間:2025/2/11 17:16:49 點擊率: 來源:高鋁磚廠家 作者:榮盛耐材
硅莫磚生產工藝原理介紹

一、原料體系構建
核心組分設計:
以高純碳化硅微粉(SiC)與特種礬土基剛玉(αAl₂O₃)構成主晶相,引入硅微粉(SiO₂)作為高溫結合劑,復合稀土氧化物(Y₂O₃/La₂O₃)作為燒結助劑。

顆粒級配優化:
執行三級顆粒配比制度:
粗顆粒:剛玉骨料占比40-45%,承擔結構骨架功能
中顆粒:碳化硅占比30-35%,構建導熱網絡
細粉:硅微粉+稀土氧化物占比20-25%,促進燒結致密化

二、混煉成型工藝
復合結合體系:
采用酚醛樹脂(殘碳率≥45%)與硅溶膠(SiO₂含量25%)雙結合機制,前者提供常溫強度,后者形成高溫陶瓷結合。

等靜壓成型控制:
在高強的壓力條件下,通過雙向加壓實現素坯密度≥2.8g/cm³,確保微觀結構各向同性。成型模具采用梯度溫度場設計(80-120℃),優化樹脂固化效果。

三、燒成制度設計
多階段控溫曲線:
低溫脫脂段:階梯式升溫(2℃/min),配合氮氣保護氣氛,實現樹脂碳化無開裂
中溫反應段:引入弱還原性CO氣氛,降低碳化硅表面氧化
高溫燒結段:通過固相燒結機制,形成SiCAl₂O₃SiC2O復相結構

顯微結構調控:
在燒結后期,硅微粉與剛玉反應生成莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)晶須,穿插于碳化硅晶界,形成三維互鎖增強結構。

四、后處理強化工藝
表面改性處理:
采用化學氣相沉積(CVD)工藝,在制品表面形成50100μm的Si3N4/SiC復合涂層,提升抗熔渣滲透能力。

微觀缺陷修復:
通過高壓浸漬工藝(58MPa),將磷酸鋁溶液滲入開口氣孔,經二次熱處理(800℃)形成AlPO4封孔層。



五、質量控制要點
1.原料檢測:激光粒度分析儀監控碳化硅粒度分布
2.素坯檢測:工業CT掃描確保體積密度偏差
3.燒成監控:紅外熱像儀實時跟蹤窯內溫度場均勻性
4.成品檢測:
顯氣孔率≤17-19%(水銀壓汞法)
常溫耐壓強度≥85MPa(試驗機)
熱震穩定性(1100℃水冷)≥10次(無裂紋擴展)

該工藝體系生產的硅莫磚已廣泛應用于新型干法水泥回轉窯過渡帶,在高溫環境下表現出優異的抗堿蝕性和熱震穩定性,顯著延長窯襯使用壽命。

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