采用高鋁礬土為主要原料,引入少量ZrO2(因ZrO2呈單斜和四方形之間的相變,可提高制品的熱震穩(wěn)定性),加入一定量的復(fù)合結(jié)合劑和添加劑,通過(guò)控制泥料的顆粒級(jí)配,經(jīng)成型和高溫?zé)芍频玫哪突鹬破贩Q為抗剝落高鋁磚。
抗剝落機(jī)理是由引入ZrO2后,其微觀結(jié)構(gòu)特征決定了具有抗剝落性能:
(1)ZrO2集合體周圍有明顯的微裂紋,該集合體與周圍的剛玉、莫來(lái)石有明顯的間隙脫皮。
(2)發(fā)育良好的ZrO2集合體呈柱狀,在空間形成層狀分布,ZrO2之間有細(xì)小狹縫,其尺寸只有1~5μm,形成溝道結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)亂層疊加,迂回曲折,有利于應(yīng)力傳遞和分散。
(3)莫來(lái)石發(fā)育良好,呈纖維狀,與ZrO2和剛玉等在空間交錯(cuò)存在,形成復(fù)合增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。顯然,ZrSiO4 在高溫下分解時(shí)與周圍的AL2O3反應(yīng),生成ZrO2與莫來(lái)石,ZrO2晶體的存在阻止了纖維狀莫來(lái)石晶體及板柱狀剛玉的生長(zhǎng),并被其包裹,因此在ZrO2周圍呈亂層狀態(tài)。
(4)巖相分析表明剛玉和莫來(lái)石結(jié)構(gòu)的交錯(cuò),ZrO2間插其中,在周圍存在微裂紋,較大ZrO2晶體自身及周圍有放射狀微裂紋。
抗剝落高鋁磚的上述結(jié)構(gòu)在承受應(yīng)力時(shí)會(huì)起到能量逸散,提高熱穩(wěn)定性及高溫強(qiáng)度的效果。
抗剝落高鋁磚應(yīng)具有較高的荷重軟化溫度,高溫結(jié)構(gòu)性能好,熱震穩(wěn)定性能好,抗水泥熟料侵蝕性能強(qiáng),抗剝落,耐堿蝕、低導(dǎo)熱性能優(yōu)良,其理化指標(biāo)下下表。