主要包括氧化铝、氧化镁、氧化锆和氧化铬等。一些主要的纯氧化物耐火材料的成分和性能见附表。
名称 | 烧结氧化铝制品 | 烧结氧化镁制品 | 稳定化氧化锆制品 | 烧结氧化铬制品 |
化学成分 | Al2O3 98.8% | MgO 98.8% | ZrO2 +HfO2 95% CaO 4% | Cr2O3 95% |
熔点/℃ | 2030 | 2800 | 2600 | 2350 |
显气孔率/% | 3~7 | 3~7 | 3~10 | 12 |
真密度/(g/cm3) | 3.97 | 3.56 | 5.60 | 6.5 |
热导率/[W/(m·K)] (20~1000℃) | 5.86 | 6.70 | 2.09 | 4.6 |
热膨胀系数/ (×10-6/℃) (20~1000℃) | 8.6 | 13.5 | 10.0 | 8.6 |
抗热震性 | 好 | 差 | 较好 | 差 |
最高使用温度/℃ | 1900 | 1900 | 2400 | 1800 |
①氧化铝属中性氧化物材料,对酸、碱、盐都有很好的抗侵蚀性,化学稳定性好,适于在氧化、还原、真空或保护气氛条件下使用。氧化铝耐火材料分薄壁制品和厚壁制品两大类,薄壁制品有管、坩埚、乳钵、压棒、承受架及电子陶瓷;厚壁制品有大型套管、陶瓷大砖等。②氧化镁在还原气氛和真空条件下易挥发、分解,抗碱性渣侵蚀性能优良,多用于冶炼贵金属、重金属和稀有金属的设备。③氧化锆在不同温度下会发生相变,需氧化钙、氧化镁或氧化钇等稳定剂加以稳定。氧化锆耐火材料制品有氧化锆耐火砖、氧化锆坩埚和氧化锆探头等,特点是耐高温和导热系数低。④氧化铬材料烧成过程难以致密化,需要在还原气氛下烧成,抗侵蚀能力强,但抗热震性能差。
通常的制造工艺包括原料制备、成型和烧成等工序。将原料进行预烧或预合成,以除去挥发性物质,或使矿物相稳定,保护其高温体积稳定。按形状和性能要求可采用多种方法成型,主要有注浆法、挤压法、热压法、等静压等。成型后的坯体经低温干燥进行烧成。对外观尺寸要求准确的制品,干燥后还需经800~1000℃轻烧,然后进行加工再最后烧成,或者烧成后再进行加工。烧成温度视品种、工艺而定,一般为1600~1900℃。
高纯氧化物耐火材料具有优良的耐高温特性,应用于贵金属、钢铁、机械、玻璃纤维和人工晶体等领域。