(1)在較低溫度下<700℃,首先發(fā)生了鮑多爾德反應(yīng),—氧化碳在高鋁磚表面及內(nèi)部(通過(guò)氣孔進(jìn)入)發(fā)生分解,造成了沉碳。繼而當(dāng)溫度>614℃時(shí),莫來(lái)石在碳的還原作用下產(chǎn)生分解,高鋁磚經(jīng)CO侵蝕后,其化學(xué)組成中的AL2O3和SiO2含量以及礦物組成中的莫來(lái)石、剛玉及玻璃相含量,與侵蝕前相比均有所變化。即和未侵蝕試樣相比,侵蝕后試樣的AL2O3含量增加了,SiO2含量減少了:莫來(lái)石及玻璃相含量減少了,而剛玉相含量增加了,此外還出現(xiàn)了方石英相。侵蝕試樣的表層和中央部位相比,表層處的SiO2含量較低而AL2O3較高;中央部位的莫來(lái)石和玻璃相較高,但剛玉相含量較低。由此可以推斷在強(qiáng)還原氣氛下,高鋁磚制品中的莫來(lái)石發(fā)生了分解,生成了剛玉和SiO氣體。玻璃相中的SiO2也被部分還原了。還原反應(yīng)產(chǎn)生的SiO氣相的逸出,導(dǎo)致了試樣中SiO2含量的減少和AL2O3含量的相對(duì)增加,以及莫來(lái)石和玻璃相的減少、剛玉相的增加,同時(shí)也使得試樣的基質(zhì)部分變得疏松多孔,氣孔率略有增大,體積密度略有降低。其中Si02被還原成SiO氣體反應(yīng)式(如下式1.3)同時(shí),生成的SiO又能與CO反應(yīng)形成Si02和C(反應(yīng)式1.5),但該反應(yīng)隨著溫度升高越來(lái)越困難。
2CO→CO+C 式(1.1)
3AL2O3·2SiO2+2CO→3AL2O3+2SiO2+2CO2 式(1.2)
3AL2O3·2SiO2+2C→3AL2O3+2SiO+2CO 式(1.3)
SiO2+CO→SiO+CO 式(1.4)
SiO+CO→SiO2+C 式(1.5)
(1) 在1300℃埋碳保溫處理時(shí),對(duì)于高鋁磚制品而言,發(fā)生的侵蝕反應(yīng)主要是莫來(lái)石和玻璃相中的Si02被還原成SiO氣相;而對(duì)于高鐵含量高鋁磚制品而言,發(fā)生的侵蝕反應(yīng)則除Si02被還原成SiO之外,還包括Fe2O3被還原成FeO和Fe304,進(jìn)而FeO與AL2O3反應(yīng)形成鐵鋁尖晶石(FeAl204),F(xiàn)e304繼續(xù)被還原成金屬鐵。
(3)上述侵蝕反應(yīng)將造成高鋁磚制品在化學(xué)、礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)方面的明顯變化。對(duì)于高鋁磚制品而言,表現(xiàn)為化學(xué)組成上的Si02含量減少、A1203含量增多;礦物組成上的莫來(lái)石和玻璃相含量減少、剛玉相含量增多:顯微結(jié)構(gòu)方面則由于SiO的揮發(fā)逸失,造成了結(jié)構(gòu)空洞化現(xiàn)象。對(duì)于高鐵含量高鋁磚制品而言,除了化學(xué)組成和礦物組成中的莫來(lái)石及玻璃相含量變化,與高鋁磚制品相同之外,其不同之處在于礦物組成上未見剛玉存在,但見鐵鋁尖晶石形成;顯微結(jié)構(gòu)方面雖見空洞化傾向但不如高鋁磚制品中的明顯。
(4)氧化鐵對(duì)高鋁磚制品經(jīng)受氧化還原過(guò)程的作用,還表現(xiàn)為其反復(fù)的固熔和脫熔會(huì)造成制品的結(jié)構(gòu)受損,產(chǎn)生宏觀裂紋,強(qiáng)度下降明顯。而高純紅柱石制品雖然侵蝕之后結(jié)構(gòu)空洞化現(xiàn)象較明顯,但無(wú)宏觀裂紋產(chǎn)生,且其強(qiáng)度降低的程度不大。