高鋁磚產(chǎn)品知識及蠕變斷裂機(jī)理介紹

高鋁磚的種類和制作工藝 

三氧化二鋁(Al2O3)含量高于48％的硅酸鋁質(zhì)耐火材料制品。如Al2O3含量高于90％,稱為剛玉磚。由于資源不同,每個(gè)的標(biāo)準(zhǔn)也不是完全相同的。比如說歐洲各國對高鋁質(zhì)耐火材料（高鋁磚）規(guī)定Al2O3含量不能低于42％。在中國,通常是按照高鋁磚中的Al2O3含量分成三等:Ⅰ等──Al2O3含量＞75％；Ⅱ等──Al2O3含量為60～75％;Ⅲ等──Al2O3含量為48～60％。

含有48%以上的氧化鋁的一種中性耐火材料。經(jīng)過含有礬土或其他氧化鋁含量較高的原料成型和煅燒而制成的。熱穩(wěn)定性高，耐火度高可到1770℃以上。抗渣性較好。高鋁磚主要是被在砌筑水泥回轉(zhuǎn)爐、煉鋼電爐、玻璃熔爐等的襯里。

制作工藝

高鋁磚的生產(chǎn)工藝和多熟料粘土磚的有些類似，而不同的地方主要是配料中熟料比例比較高,高可以達(dá)到90～95％,熟料在破碎前是需要進(jìn)行分級揀選和篩分然后除去鐵，燒成溫度較高，比如說Ⅰ、Ⅱ等高鋁磚在利用隧道窯進(jìn)行燒制時(shí)一般溫度在1500～1600℃之間。

高鋁磚主要被用在砌筑高爐、熱風(fēng)爐、電爐爐頂、鼓風(fēng)爐、反射爐、回轉(zhuǎn)窯內(nèi)襯。此外，高鋁磚還內(nèi)大量的作為平爐蓄熱式格子磚、水口磚等來用。但是高鋁磚的價(jià)格要比一般的粘土磚高很多，所以呢如果用粘土磚就能滿足要求的地方那么就沒有要用高鋁磚了。            

高鋁磚的耐熱震性

高鋁磚的耐熱震性介乎于黏土質(zhì)制品和硅質(zhì)制品之間。850℃水冷循環(huán)僅3-5次。這主要是由于剛玉的熱膨脹性較莫來石高，而無晶型轉(zhuǎn)化之故。

化學(xué)結(jié)合高鋁磚具有熱震穩(wěn)定性好，荷重軟化溫度較高和常溫耐壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，并且具有一定的抗化學(xué)侵蝕能力。

高鋁磚的蠕變斷裂機(jī)理

高鋁磚另一種非線形斷裂是在高溫下變形時(shí)遇到的蠕變破壞。在這些條件下，純耐火氧化物材料的變形主要來自晶界滑移。對于小的形變來說，晶界滑移速度比例于剪應(yīng)力；而對于較大的形變來說，由于晶界是不平整的，其幾何不整合性將導(dǎo)致鄰近晶粒間咬合。當(dāng)晶界發(fā)生遷移以調(diào)整這種不規(guī)則性時(shí)，晶界滑移速率將會(huì)降低。于是，在晶界區(qū)域形成高的張應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂紋及氣孔成核。當(dāng)拉伸繼續(xù)下去時(shí)，小氣孔將會(huì)擴(kuò)大。在多晶材料中，該過程則是一種體積擴(kuò)散過程。在具有黏性晶界相的材料中，氣孔長大的機(jī)理可能是晶界相中的黏滯流動(dòng)。

氣孔增大的后果是會(huì)導(dǎo)致橫截面上的固相面積減小，單位面積的應(yīng)力增大，隨之產(chǎn)生斷裂直至毀壞。粒狀結(jié)構(gòu)的多孔高鋁磚在高溫使用中的蠕變斷裂形式，它是取自平爐頂上應(yīng)用的鎂鋁磚在過熱條件下使用后殘磚磨光照片的實(shí)際例子。圖中表明氣孔在自身重量作用下從冷端到熱端逐漸增大的情況，在繼續(xù)經(jīng)受自身重量作用時(shí)便產(chǎn)生與工作面幾乎平行的裂隙（斷裂）。

含有液相高鋁磚中的蠕變斷裂，通常是由于擴(kuò)散的結(jié)果。因此，高鋁磚的蠕變斷裂現(xiàn)象隨著溫度不同會(huì)產(chǎn)生差異，蠕變速度隨溫度變化的關(guān)系。在大于1500℃時(shí)曲線傾斜度不同，表明在該溫度液相開始急劇形成的事實(shí)。由于蠕變斷裂是擴(kuò)散的結(jié)果，因而不能測到確切的蠕變強(qiáng)度，但隨著應(yīng)力和溫度的提高，斷裂所需要的時(shí)間都會(huì)縮短。這種情況表示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效方法是蠕變-斷裂曲線。如果用斷裂前時(shí)間的對數(shù)對作用應(yīng)力作圖，可得一直線，該直線可恰當(dāng)?shù)乇硎靖咪X磚蠕變-斷裂過程發(fā)生范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。過熱導(dǎo)致鎂鋁磚高溫蠕變斷裂路徑的實(shí)際例子。

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