致密氧化鉻磚,制品主要成分為Cr203,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在90%以上。由于純氧化鉻材料很難燒結(jié),因此必須引入燒結(jié)助劑TiO或根據(jù)需要添加少量Zr02。
主成分Cr203,賦予致密Cr203,制品優(yōu)良的抗侵蝕性能,可廣泛用于與玻璃液接觸的高侵蝕區(qū),其主要原因可能有以下幾點1:Cr203在玻璃液中溶解度極低;2高含量Cr203燒結(jié)體與玻璃液接觸角大,潤濕性差;3:Cr203溶解到渣中增加了渣液黏度,而高黏度渣則成為耐火材料保護(hù)層,能有效降低侵蝕速率。TiO的加入主要起促進(jìn)Cr203,燒結(jié)的作用。Cr—0體系中高揮發(fā)性物質(zhì)的存在決定了致密Cr203制品燒結(jié)時對氧分壓的密切關(guān)聯(lián)性。對于“純”氧化鉻材料而言,只有達(dá)到反應(yīng)方程4/3Cr(s)+02(g)一2/3Cr20,(s)的平衡氧分壓時,Cr203穩(wěn)定存在,Cr203才能實現(xiàn)致密化燒結(jié)。研究認(rèn)為,Ti4+的離子半徑(0.068 rim)與Cr3+的(0.069 am)很接近,Ti4+很容易進(jìn)入Cr203,晶格內(nèi)并置換cr3+,置換產(chǎn)生晶格缺陷及伴隨發(fā)生的晶格畸變,有利于Cr203,燒結(jié);添加 Tio2后,在較高氧分壓下就可使氧化鉻材料燒結(jié)。同時,TiO2對無堿玻璃液具有良好的相容性,不會產(chǎn)生結(jié)石和氣泡,因而不影響池窯拉絲的連續(xù)作業(yè)。因此,在生產(chǎn)致密Cr203,制品時,普遍采用TiO2:作為添加劑,加入量(硼)一般為3%一4%,過多易形成鈦鉻化合物Cr2Tin-2 O2n-1 (3<n<5)
在致密氧化鉻磚,制品中加入m—ZrO2:微粉主要起提高抗熱震性的作用。這是利用氧化鋯和氧化鉻基質(zhì)之間的熱膨脹系數(shù)差異和m—ZrO:相變增韌原理,使制品在加熱和冷卻過程中產(chǎn)生顯微裂紋,以阻止制品在使用過程因熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力作用引起的裂紋擴(kuò)展,起緩沖應(yīng)力的作用;同時,m-ZrO2:在燒結(jié)過程中不與Cr203,反應(yīng),并位于Cr203,晶粒邊界,阻止了晶界遷移。有利于氣孔排除,從而起到促進(jìn)燒結(jié)的作用。