刚玉及莫来石

1、 在耐火材料中，通常把在耐火材料中，通常把-Al2O3含量大于含量大于94%的原的原 料划归为刚玉质耐火原料。料划归为刚玉质耐火原料。 刚玉质耐火原料刚玉质耐火原料 氧化铝氧化铝 Al2O3的摩尔分子量为的摩尔分子量为101.94，密度在，密度在3.4 4.0g/cm3。Al2O3有有、 、等十几种同质多相变体，常见和常用的变等十几种同质多相变体，常见和常用的变 体有体有、和和。 -Al2O3 -Al2O3由于与天然氧化铝矿物由于与天然氧化铝矿物-刚玉相似，习惯上刚玉相似，习惯上 把把-Al2O3称作刚玉。称作刚玉。 -Al2O3属三方晶系，理论密度为属三方晶系，理论密度为3.99g/cm3，

2、熔点，熔点 2050，莫氏硬度，莫氏硬度9，呈桶状，短柱状，少数呈板状或双，呈桶状，短柱状，少数呈板状或双 锥面，集合体呈致密的粒状，块状。锥面，集合体呈致密的粒状，块状。 -Al2O3是所有变体中密度最大、性能最稳定的一个变是所有变体中密度最大、性能最稳定的一个变 体。体。 晶系晶系 三方晶系三方晶系 0.4578nm c=1.2991nm 介质常数介质常数 c/11.5(25,1031 010Hz) c9.3(25,1031 010Hz) 耐电压耐电压4.8107v/m 真密度真密度 3.99g/cm3体积固有电容体积固有电容1017/m 熔点熔点 2050 折射率折射率 c/1.768

3、c1.760 热传导率热传导率35W/m.K 比热比热750J/kg.K-1硬度硬度 9(莫氏莫氏)，12(新新 莫氏莫氏) 2300（维氏硬（维氏硬 度）度） 热膨胀系数热膨胀系数 c/6.610-6 c5.36610-6 杨氏模量杨氏模量4.8102GPa 介质衰耗因数介质衰耗因数 110-5（103Hz ） 耐压强度耐压强度3GPa 表表1 -Al2O3的物理性能的物理性能 -Al2O3 -Al2O3通常是由通常是由Na+、K+、Rb+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等等碱金碱金 属、碱土金属属、碱土金属以及稀土金属（以及稀土金属（Ln）氧化物的存在而生成）氧化物的存在而生成Al2O3 的

4、一种变体。的一种变体。 -Al2O3的比重为的比重为3.31，较，较-Al2O3小，硬度小，硬度5.56。 -Al2O3是白色电熔刚玉和铝铬砖的主要组成之一，也是是白色电熔刚玉和铝铬砖的主要组成之一，也是- Al2O3陶瓷的主要组成。电熔陶瓷的主要组成。电熔-Al2O3砖用于玻璃窑炉衬，抗碱砖用于玻璃窑炉衬，抗碱 侵蚀能力强。粘土质耐火砖受碱金属氧化物侵蚀后也常能见到侵蚀能力强。粘土质耐火砖受碱金属氧化物侵蚀后也常能见到 -Al2O3。 -Al2O3 它是它是Al2O3的低温形态，属等轴晶系。属于有缺陷的的低温形态，属等轴晶系。属于有缺陷的 尖晶石结构。尖晶石结构。 -Al2O3晶体尺寸很小，

5、一般在零点几微米，在显微晶体尺寸很小，一般在零点几微米，在显微 镜下无法观察清楚。通常的结构是多个（镜下无法观察清楚。通常的结构是多个（106）粒子聚集）粒子聚集 在一起，形成在一起，形成多孔的球形聚集体多孔的球形聚集体，大小为，大小为4070m，最，最 大的超过大的超过100m。这种聚集体内部含有。这种聚集体内部含有25%30%的气孔的气孔 ，活性很高，在吸附、催化等方面应用广泛。，活性很高，在吸附、催化等方面应用广泛。-Al2O3结结 构松散，密度构松散，密度3.453.66g/cm3，易于吸水，且能被酸碱溶，易于吸水，且能被酸碱溶 解，性能不稳定。解，性能不稳定。 -Al2O3 一般认为

6、一般认为-Al2O3是一种结晶最差的是一种结晶最差的Al2O3变体，是变体，是 Al2O3各晶态中唯一能在高温下各晶态中唯一能在高温下自发水化的形态自发水化的形态，为无定，为无定 型形态。型形态。 -Al2O3是由三水铝石（是由三水铝石（Al2O33H2O）在减压条件下）在减压条件下 低温脱水（如低温脱水（如400Pa以下，以下，600加热）制成，也可由工业加热）制成，也可由工业 上拜尔法制得的氢氧化铝上拜尔法制得的氢氧化铝Al(OH)3，在，在110秒间通过秒间通过 800900的热气流而获得。由工业勃姆石（实际上是的热气流而获得。由工业勃姆石（实际上是 Al(OH)3和和AlOOH的混合物

7、）在回转窑上快速分解也可制的混合物）在回转窑上快速分解也可制 得具有自发水化性能的得具有自发水化性能的-Al2O3。 -Al2O3作结合剂的基本原理作结合剂的基本原理 -Al2O3之所以能用作不定形耐火材料的结合剂是因之所以能用作不定形耐火材料的结合剂是因 为其具有常温下的自发水化能力：为其具有常温下的自发水化能力： -Al2O32H2O Al(OH)3 AlOOH （三水铝石）（三水铝石） （勃母石凝胶）（勃母石凝胶） 其水化产物其水化产物Al(OH)3和和AlOOH可以起到胶结和硬化可以起到胶结和硬化 作用。这就是作用。这就是-Al2O3作结合剂的基本原理。显然，作结合剂的基本原理。显然，

8、- Al2O3属于水化结合的胶结剂。属于水化结合的胶结剂。 各各Al2O3变体的转化关系变体的转化关系 工业氧化铝工业氧化铝 工业氧化铝中一般含有工业氧化铝中一般含有40%76%的的-Al2O3和和60% 24%的的-Al2O3。 氧化铝属于两性化合物，因此可以采用酸法、碱法、氧化铝属于两性化合物，因此可以采用酸法、碱法、 酸碱联合法和热法等方法提取工业氧化铝。但工业上只有酸碱联合法和热法等方法提取工业氧化铝。但工业上只有 碱法得到了应用。碱法又分为碱法得到了应用。碱法又分为拜尔法拜尔法、碱石灰烧结法碱石灰烧结法和拜和拜 尔尔-碱石灰联合法碱石灰联合法 1拜尔法（拜尔法（Bayer Proce

9、ss） 铝土矿铝土矿 苛性碱苛性碱 循环母液循环母液 偏铝酸钠溶液偏铝酸钠溶液 氢氧化铝氢氧化铝 氢氧化铝氢氧化铝 碱石灰烧结法碱石灰烧结法 碱石灰烧结法是将铝土矿与一定数量的石灰石（或苏碱石灰烧结法是将铝土矿与一定数量的石灰石（或苏 打石灰）配成炉料在回转窑中进行打石灰）配成炉料在回转窑中进行1250以上的高温烧结以上的高温烧结 ，炉料中的，炉料中的Al2O3 与与Na2CO3反应生成可溶性的固体铝酸反应生成可溶性的固体铝酸 钠，而杂质氧化铁、二氧化硅、二氧化钛分别生成铁酸钠钠，而杂质氧化铁、二氧化硅、二氧化钛分别生成铁酸钠 (Na2OFe2O3)、原硅酸钙、原硅酸钙(2CaOSiO2)和钛

10、酸钙和钛酸钙 (CaOTiO2)。原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反。原硅酸钙和钛酸钙不溶于水，与碱溶液的反 应也较微弱。将烧结产物（通称烧结块或熟料）用稀碱溶应也较微弱。将烧结产物（通称烧结块或熟料）用稀碱溶 液溶出，可以将熟料中的液溶出，可以将熟料中的Na2O和和A12O3溶出，得到铝酸钠溶出，得到铝酸钠 溶液，与进入赤泥的溶液，与进入赤泥的2CaOSiO2、CaOTiO2和和Fe2O3H2O 等不溶性残渣分离。熟料的溶出液等不溶性残渣分离。熟料的溶出液(粗液粗液)经过专门的脱硅经过专门的脱硅 工序得到纯净的铝酸钠溶液精液，再用二氧化碳分解铝酸工序得到纯净的铝酸钠溶液精液，再用二氧化碳

11、分解铝酸 钠溶液，便可以得到氢氧化铝。钠溶液，便可以得到氢氧化铝。 铝土矿铝土矿 石灰石石灰石 回转窑回转窑: 1) Al2O3+Na2CO3 NaAlO2(可溶可溶) 2) FeO Na2OFe2O3 SiO2 2CaOSiO2（不可溶）（不可溶） TiO2 CaOTiO2 （不可溶）（不可溶） 稀碱稀碱 铝酸钠溶液铝酸钠溶液 Fe2O3H2O CaOSiO2 CaOTiO2 脱硅处理脱硅处理 铝酸钠精液铝酸钠精液氢氧化铝氢氧化铝CO2 碱石灰烧结法碱石灰烧结法 氢氧化铝的煅烧方式氢氧化铝的煅烧方式 l无矿化剂煅烧无矿化剂煅烧 110120 失去吸附水失去吸附水 200250 Al(OH)3

12、失去两个结晶水转变为一水软铝石失去两个结晶水转变为一水软铝石 500 一水软铝石一水软铝石 -Al2O3 850 -Al2O3 -Al2O3 l矿化煅烧：加入合适的矿化剂，如氟化物、氯化物和硼化矿化煅烧：加入合适的矿化剂，如氟化物、氯化物和硼化 物，在低温下即可得到尺寸较大，且可以控制的物，在低温下即可得到尺寸较大，且可以控制的-Al2O3 氧化钠氧化钠 Na2O是氧化铝中危害最大的一种杂质，在高温（是氧化铝中危害最大的一种杂质，在高温（ 1400以上）下煅烧时，其与以上）下煅烧时，其与Al2O3反应生成反应生成- Al2O3。 影响影响-Al2O3的转化速度和转化率。的转化速度和转化率。 造

13、成造成-Al2O3晶粒变粗，比表面积减少，晶型晶粒变粗，比表面积减少，晶型 也不规则，并降低耐火度。也不规则，并降低耐火度。 Na2O在氢氧化铝中的赋存状态及在氢氧化铝中的赋存状态及 其除去措施其除去措施 附着碱：附着碱：水或酸洗水或酸洗 添加脱钠剂（氯或硼化物等）能与添加脱钠剂（氯或硼化物等）能与 Na2O反应生成易挥发化合物。反应生成易挥发化合物。 先在先在5001000间轻烧氢氧化铝，间轻烧氢氧化铝， 使其表面积增大（使其表面积增大（200m2/g）再进）再进 行洗涤，除碱效果很好；行洗涤，除碱效果很好； 加入粒状加入粒状SiO2系物质进行煅烧，使系物质进行煅烧，使 Na2O被吸附固定在

14、被吸附固定在SiO2表面再筛分表面再筛分 除去。此种方法可使除去。此种方法可使Na2O含量降低含量降低 到到0.05%以下。以下。 用特殊方法制取低钠氢氧化铝再进用特殊方法制取低钠氢氧化铝再进 行煅烧。行煅烧。 晶间碱晶间碱 结晶碱结晶碱 纯度较高的纯度较高的Al2O3 Al2(SO4)3+(NH4)SO4+2H2O=(NH4)2Al2(SO4)424H2O 再经溶解、过滤、冷却结晶、清水冲洗结晶快、加热煮沸结再经溶解、过滤、冷却结晶、清水冲洗结晶快、加热煮沸结 晶溶液等。如此反复四、五次，最后得晶溶液等。如此反复四、五次，最后得 (NH4)2Al2(SO4)424H2O该晶体经烘箱该晶体经烘

15、箱180200，脱水，脱水， 再经再经9001000 电炉中分解，去掉铵和硫酸根，即得到电炉中分解，去掉铵和硫酸根，即得到 Al2O3 99.9%以上的以上的Al2O3细粉。细粉。 拜尔法与碱石灰烧结法的比较拜尔法与碱石灰烧结法的比较 l拜尔法：流程比较简单、能耗低、成本低、产品拜尔法：流程比较简单、能耗低、成本低、产品 质量好，但是只限于处理低硅铝矾土（质量好，但是只限于处理低硅铝矾土（ Al2O3/SiO27）。）。 l 碱石灰烧结法：流程比较复杂，能耗高、产品质碱石灰烧结法：流程比较复杂，能耗高、产品质 量和成本都不及拜尔法，但它可以处理高硅矿石量和成本都不及拜尔法，但它可以处理高硅矿石

16、 （ Al2O3/SiO23.5 ） 拜尔拜尔-烧结联合法烧结联合法 l拜尔拜尔-烧结联合法：拜尔法烧结联合法：拜尔法+烧结法烧结法 l酸法：用硝酸、硫酸、盐酸等酸处理含铝原料而得到相应酸法：用硝酸、硫酸、盐酸等酸处理含铝原料而得到相应 铝盐的酸性水溶液。铝盐的酸性水溶液。 l热法：在电炉或高炉内还原熔炼矿石，同时获得硅铁合金热法：在电炉或高炉内还原熔炼矿石，同时获得硅铁合金 与含与含Al2O3的炉渣。的炉渣。 刚玉 天然刚玉 人造刚玉 红宝石 蓝宝石 电熔刚玉 电熔白刚玉 电熔棕刚玉 致密电熔刚玉 矾土基电熔刚玉 -刚玉 青刚玉 电熔锆刚玉 烧结刚玉 烧结刚玉 板状烧结刚玉 轻烧刚玉 刚玉的

17、分类刚玉的分类 轻烧刚玉轻烧刚玉 轻烧刚玉，普遍称轻烧氧化铝，也有人称氧化铝预烧，轻烧刚玉，普遍称轻烧氧化铝，也有人称氧化铝预烧， 是特种耐火材料生产工艺中的重要工序。其目的是使工业氧是特种耐火材料生产工艺中的重要工序。其目的是使工业氧 化铝中的化铝中的-Al2O3 完全转化为完全转化为-Al2O3，煅烧温度一般不超过，煅烧温度一般不超过 1500。 -Al2O3 是否完全转化为是否完全转化为-Al2O3的鉴定方法：的鉴定方法： 染色法染色法 比重法比重法 油浸法油浸法 X衍射法衍射法 电熔刚玉电熔刚玉 电熔氧化铝（电熔氧化铝（Fused alumina，又称熔融刚玉，熔融，又称熔融刚玉，熔融

18、 氧化铝）是以煅烧氧化铝或铝矾土为原料，经电弧炉在还氧化铝）是以煅烧氧化铝或铝矾土为原料，经电弧炉在还 原气氛下熔融并与金属杂质分离，再经冷凝而制得。为增原气氛下熔融并与金属杂质分离，再经冷凝而制得。为增 加加-Al2O3晶体的韧性，有时要加入适量的晶体的韧性，有时要加入适量的TiO2。 电熔氧化铝生产的基本原理：熔融净化原理电熔氧化铝生产的基本原理：熔融净化原理 电熔氧化铝生产的工艺过程：电熔氧化铝生产的工艺过程： 熔炼过程熔炼过程 还原熔炼期还原熔炼期 氧化精炼期氧化精炼期 熔融净化原理熔融净化原理 熔融氧化铝的主要原料为熔融氧化铝的主要原料为煅烧氧化铝煅烧氧化铝或或高铝矾土高铝矾土。 1

19、）以煅烧氧化铝作原料时：）以煅烧氧化铝作原料时：Al2O3的熔化和晶体的长大过程。的熔化和晶体的长大过程。 2）天然铝矾土作原料时：除）天然铝矾土作原料时：除Al2O3以外，铝矾土中还含有以外，铝矾土中还含有SiO2、 TiO2、Fe2O3、CaO、MgO和和K2O等杂质。除杂过程即熔融净等杂质。除杂过程即熔融净 化过程。化过程。 720 FeO FeSi 750 K2O 气体气体 980 Na2O 气体气体 1530 SiO2 FeSi 1650 TiO2 Fe3Ti 1830 MgO 气体气体 2010 Al2O3 电熔亚白刚玉电熔亚白刚玉 通常通常Al2O398%，显气孔率小于，显气孔率

20、小于4%；其刚玉结晶一般；其刚玉结晶一般 为粒状，尺寸为粒状，尺寸115m,主要杂质矿物为主要杂质矿物为CA6、金红石、钛酸、金红石、钛酸 铝及其固溶体。铝及其固溶体。 电熔亚白刚玉的冶炼工程如下：电熔亚白刚玉的冶炼工程如下： 1、还原熔炼期、还原熔炼期 2、氧化精炼期、氧化精炼期 冶炼亚白刚玉的主要原料为冶炼亚白刚玉的主要原料为高铝矾土高铝矾土。 1）Fe2O3的还原：的还原：3Fe2O3C2Fe3O4CO Fe3O4C3FeOCO FeOCFeCO 2）SiO2的还原：的还原：SiO2Fe2CFeSi2CO SiO2CSiOCO SiOCSiCO 3）TiO2的还原：的还原：TiO2CTi

21、CCO Ti2O35C2TiC3CO 有有铁铁的情况下：的情况下：TiO23Fe2CFe3Ti2CO Ti2O36Fe3C2Fe3Ti2CO 还原熔炼期还原熔炼期 吹氧脱碳：吹氧脱碳： 2CO22CO 2Al4C39O24Al2O36CO 脱碳剂脱碳：脱碳剂脱碳： 3CFe2O32Fe3CO C FeO FeCO Al4C33Fe2O3 2Al2O33CO6Fe Al4C39FeO2Al2O33CO9Fe 氧化精炼期氧化精炼期 亚白刚玉冶炼用原料亚白刚玉冶炼用原料 碳素材料：碳素材料：固定碳固定碳75%，灰分，灰分90%。 在熔炼的过程中加入的铁屑，作用主要有两个：一是增大在熔炼的过程中加入的

22、铁屑，作用主要有两个：一是增大 硅铁的比重和磁性，便于与硅铁的比重和磁性，便于与Al2O3熔体的分离；二是在铁熔体的分离；二是在铁 屑的参与下，有利于屑的参与下，有利于SiO2和和TiO2的还原。的还原。 应用：在应用：在Al2O3-SiC-C砖中取代致密电熔刚玉、替代量可达砖中取代致密电熔刚玉、替代量可达 25%-50%。 思考：替代致密电熔刚玉的好处思考：替代致密电熔刚玉的好处 亚白刚玉的应用亚白刚玉的应用 电熔棕刚玉电熔棕刚玉 棕刚玉呈棕褐色，一般棕刚玉呈棕褐色，一般Al2O394.5%，SiO23.5%， Fe2O31%。矿物组成以。矿物组成以-Al2O3为主，晶体形状中心部分为为主，

23、晶体形状中心部分为 菱形、厚板形和带有裂纹的颗粒，周围有较多的菱形、厚板形和带有裂纹的颗粒，周围有较多的SiO2、CaO 熔体结晶，呈长板状，最粗大的晶粒呈骸状片晶。熔体结晶，呈长板状，最粗大的晶粒呈骸状片晶。 棕刚玉是以棕刚玉是以天然铝矾土天然铝矾土为原料。为原料。 电熔棕刚玉的熔炼电熔棕刚玉的熔炼 棕刚玉冶炼工艺过程主要分为开炉、熔炼、控制、精炼四棕刚玉冶炼工艺过程主要分为开炉、熔炼、控制、精炼四 个阶段。个阶段。 其中熔炼阶段占全部冶炼时间的其中熔炼阶段占全部冶炼时间的80%。在熔炼的过程中，。在熔炼的过程中， SiO2大部分生成硅铁而除去，小部分留在产品中；大部分生成硅铁而除去，小部分

24、留在产品中；Fe2O3 大部分生成硅铁而除去，小部分与氧化铝生成尖晶石留在大部分生成硅铁而除去，小部分与氧化铝生成尖晶石留在 产品中；产品中；TiO2部分被还原进入硅铁合金，相当部分留在产部分被还原进入硅铁合金，相当部分留在产 品中，它是棕刚玉着色的主要因素；品中，它是棕刚玉着色的主要因素；CaO和和MgO难以还难以还 原，大部分留在产品中；原，大部分留在产品中；Na2O和和K2O高温挥发一部分，高温挥发一部分， 但是不能被还原，仍留在产品中。但是不能被还原，仍留在产品中。 电熔白刚玉电熔白刚玉 Al2O399%，呈白色，块状，显气孔率，呈白色，块状，显气孔率6%10%，主晶，主晶 相为相为-

25、Al2O3，晶体为长条形和菱形，而且往往呈骸状晶，晶体为长条形和菱形，而且往往呈骸状晶 体。体。 它是以它是以工业氧化铝工业氧化铝或或煅烧氧化铝煅烧氧化铝为原料，在电弧炉中熔融为原料，在电弧炉中熔融 后冷却再结晶而成的白色熔块。其熔炼过程不存在还原反后冷却再结晶而成的白色熔块。其熔炼过程不存在还原反 应。电熔白刚玉含有少量的应。电熔白刚玉含有少量的Na2O、SiO2和微量的和微量的Fe2O3等等 杂质。因此要严格控制工业氧化铝中的杂质。因此要严格控制工业氧化铝中的Na2O含量。含量。 棕刚玉与白刚玉的主要性能棕刚玉与白刚玉的主要性能 刚玉品种刚玉品种白刚玉白刚玉棕刚玉棕刚玉 Al2O3含量含量

26、 /% 主晶相主晶相 色泽色泽 99 -Al2O3 白色白色 94.5 -Al2O3 棕褐色棕褐色 体积密度体积密度 /g/cm3 堆积密度堆积密度 / g /cm3 膨胀系数膨胀系数 /10-6C-1 莫氏硬度莫氏硬度 显微硬度显微硬度 /kg/mm2 研磨能力（以金刚石为研磨能力（以金刚石为1 ） 比电阻比电阻 3.90 1.751.95 8.3 (20900) 9 22002300 0.12 10111016 3.90 1.681.95 7.6 (20900) 9 18002200 0.10 10111016 棕刚玉与白刚玉的应用棕刚玉与白刚玉的应用 棕刚玉的性能棕刚玉的性能：呈棕褐色，

27、韧性好，耐高温。：呈棕褐色，韧性好，耐高温。 应用：磨料，高炉出铁钩捣打料、浇注料，出铁口应用：磨料，高炉出铁钩捣打料、浇注料，出铁口 泡泥的骨料，钢包浇注料，普通刚玉砖。泡泥的骨料，钢包浇注料，普通刚玉砖。 白刚玉的性能白刚玉的性能：纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、：纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、 热态性能稳定，硬度略高于棕刚玉，韧性稍热态性能稳定，硬度略高于棕刚玉，韧性稍 低。低。 应用：滑板、刚玉砖、耐磨浇注料应用：滑板、刚玉砖、耐磨浇注料 电熔致密刚玉电熔致密刚玉 致密刚玉外观呈灰色，灰黑色或灰白色，致密刚玉外观呈灰色，灰黑色或灰白色，Al2O398% ，显气孔率比白刚玉

28、低，一般，显气孔率比白刚玉低，一般4%，体积密度，体积密度3.8g/cm3 ，主晶相为，主晶相为-Al2O3，次晶相有，次晶相有FeTiO3、CA6、Ca3Si8O9， TiN，Ti4O7等，还有少量玻璃相。等，还有少量玻璃相。 电熔致密刚玉电熔致密刚玉 致密电熔刚玉是以致密电熔刚玉是以工业氧化铝工业氧化铝为原料，加入外加剂，为原料，加入外加剂， 在电炉中熔融而成。在电炉中熔融而成。 除除Na2O、K2O： Na2O+C=2Na+CO K2O+C=2K+CO Al2O3的过还原反应：的过还原反应：2Al2O+3C=Al4O4C+2CO Al2O3+3C=Al2OC+2CO 2Al2O+9C=A

29、l4C3+6CO 除碳：除碳：SiO2+C=SiO+CO SiO+C=Si+CO 应用：铁钩浇注料应用：铁钩浇注料 电熔板状刚玉电熔板状刚玉 板状刚玉的形成温度应略低于其熔点，但是工业氧化铝中板状刚玉的形成温度应略低于其熔点，但是工业氧化铝中 杂质氧化物的存在，必然使电熔法板状刚玉结构发育和形杂质氧化物的存在，必然使电熔法板状刚玉结构发育和形 成的过程中有液相的存在，即处于成的过程中有液相的存在，即处于19002000左右温度左右温度 区域内的氧化铝物料实际上已处于有液相存在的区域内的氧化铝物料实际上已处于有液相存在的“半熔半熔” 状态。超高温和半熔，有利于状态。超高温和半熔，有利于Na2O的

30、挥发，从而导致板的挥发，从而导致板 状刚玉的形成。状刚玉的形成。 内部气孔的形成：内部气孔的形成：1）晶界的移动速度超过了闭口气孔向）晶界的移动速度超过了闭口气孔向 晶界的移动速度；晶界的移动速度；2）Na2O的挥发。的挥发。 青刚玉青刚玉 青刚玉又称低铝刚玉，是以高铁铝土矿熟料为主要原料，青刚玉又称低铝刚玉，是以高铁铝土矿熟料为主要原料， 在电弧炉中经高温熔融、结晶而成。青刚玉的主晶相为在电弧炉中经高温熔融、结晶而成。青刚玉的主晶相为- Al2O3，次晶相为铁尖晶石。体积密度为，次晶相为铁尖晶石。体积密度为3.73.9g/cm3，耐火，耐火 度通常大于度通常大于1800。通过调整配料，控制主

31、晶相和次晶相的。通过调整配料，控制主晶相和次晶相的 比例，可以生产出满足耐火材料比例，可以生产出满足耐火材料(Al2O380%)和磨料和磨料 (Al2O373%)的不同要求。的不同要求。 锆刚玉锆刚玉 电熔锆刚玉是在电熔锆刚玉是在煅烧氧化铝煅烧氧化铝或或高铝矾土高铝矾土中配入中配入氧化锆氧化锆 或锆英砂，或锆英砂，在电弧炉中共同熔融而制成的。其在电弧炉中共同熔融而制成的。其ZrO2含量含量 可以为可以为10%15%（低锆刚玉）、（低锆刚玉）、25%（中锆刚玉）和（中锆刚玉）和 40%（高锆刚玉）。锆刚玉一般呈灰褐色，密度（高锆刚玉）。锆刚玉一般呈灰褐色，密度4.05g/cm3 左右，具有优良的

32、抗侵蚀性和耐磨性。主要用作玻璃窑用左右，具有优良的抗侵蚀性和耐磨性。主要用作玻璃窑用 电熔锆刚玉内衬。也用于电熔系列的锆刚玉电熔锆刚玉内衬。也用于电熔系列的锆刚玉-莫来石砖。莫来石砖。 烧结刚玉烧结刚玉 烧结刚玉（烧结刚玉（Sintered alumina），又称烧结氧化铝，是指以工业氧化铝），又称烧结氧化铝，是指以工业氧化铝 或煅烧氧化铝为原料，经磨细制成球状或棒状坯体，在或煅烧氧化铝为原料，经磨细制成球状或棒状坯体，在1750 1900的高温下烧结而成的耐火熟料。的高温下烧结而成的耐火熟料。 烧结刚玉的起始物料多用工业氧化铝。在成型前通常对工业氧化铝进烧结刚玉的起始物料多用工业氧化铝。在成

33、型前通常对工业氧化铝进 行细磨处理。氧化铝的细度对烧结刚玉的致密度有重要影响。成型方行细磨处理。氧化铝的细度对烧结刚玉的致密度有重要影响。成型方 法有压球、真空挤出、压坯等。法有压球、真空挤出、压坯等。 为了降低烧结温度，有时要在原料中添加一定量的添加剂。如加入为了降低烧结温度，有时要在原料中添加一定量的添加剂。如加入1% 的的TiO2能提高烧结氧化铝的密度。但超过能提高烧结氧化铝的密度。但超过2%3%，则会降低其致密，则会降低其致密 度。加入度。加入TiO2的另外一个作用就是制得大颗粒的熟料。有时为了抑制的另外一个作用就是制得大颗粒的熟料。有时为了抑制 -Al2O3晶体的异常生长，可以添加少

34、量的晶体的异常生长，可以添加少量的MgO。大颗粒结晶的烧结刚。大颗粒结晶的烧结刚 玉抗侵蚀性能好。有时也加入玉抗侵蚀性能好。有时也加入1%2%的的H3BO3，促使，促使-Al2O3晶粒长大晶粒长大 。 烧结刚玉烧结刚玉 生产工艺及磨细生产工艺及磨细 生产工艺：生产工艺： 采用二步法采用二步法 一步法一步法 磨细：磨细： 采用二步法采用二步法 湿磨湿磨+助磨剂助磨剂 加入表面活性剂加入表面活性剂 板状刚玉板状刚玉 板状刚玉（板状刚玉（Tabular alumina）是一种高纯的、采用）是一种高纯的、采用 高温快速烧结、具有高温快速烧结、具有-Al2O3结晶粗大、发育良好而呈板结晶粗大、发育良好而

35、呈板 片状且有晶内封闭气孔的烧结氧化铝。片状且有晶内封闭气孔的烧结氧化铝。 板状刚玉的由来板状刚玉的由来 1934年由美国的年由美国的Thomas S. Curtis在其发明的竖窑中烧结得到板在其发明的竖窑中烧结得到板 状刚玉。状刚玉。 1935年经中间试验后开始商业生产。年经中间试验后开始商业生产。 1958年，年，H.N. Baumann在研究板状刚玉的显微结构后认为，它在研究板状刚玉的显微结构后认为，它 是拜尔法烧结氧化铝的一个类型；六十年代是拜尔法烧结氧化铝的一个类型；六十年代V. L. Burdic和和D.E. Day称美国称美国Alcoa公司的公司的T-60板状氧化铝为低钠氧化铝。

36、板状氧化铝为低钠氧化铝。 之所以称为之所以称为“板状刚玉板状刚玉”，是因为这种刚玉是由中位径，是因为这种刚玉是由中位径 40200m的六方板状的六方板状-Al2O3晶体所组成。在快速烧结时，亚晶体所组成。在快速烧结时，亚 微米级的微米级的-Al2O3重结晶形成的粗大晶体中包含有重结晶形成的粗大晶体中包含有闭口球状气孔闭口球状气孔 ，使板状刚玉具有极好的加热，使板状刚玉具有极好的加热体积稳定性和良好的抗热震性能体积稳定性和良好的抗热震性能 。 板状刚玉的特性板状刚玉的特性 由发育良好的由发育良好的-Al2O3组成；组成； -Al2O3结晶粗大，中位径多在结晶粗大，中位径多在40200m，其晶体的

37、平，其晶体的平 面形貌呈板状并相互穿插交错；面形貌呈板状并相互穿插交错； -Al2O3晶体内含有许多晶体内含有许多515m的圆形封闭气孔，开口的圆形封闭气孔，开口 气孔则较少，一般气孔则较少，一般2%3%； 由于少量由于少量Na2O（0.16%）的存在，结构中有）的存在，结构中有-Al2O3的存的存 在，但全部都分布在晶界处。在，但全部都分布在晶界处。 板状刚玉物理性能板状刚玉物理性能 熔点高，约熔点高，约2040； 晶粒硬度大，莫氏硬度晶粒硬度大，莫氏硬度9，努普硬度（，努普硬度（Knoop）2000; 耐化学侵蚀，除氢氟酸和磷酸外，大多数碱与矿物酸对板耐化学侵蚀，除氢氟酸和磷酸外，大多数碱

38、与矿物酸对板 状刚玉不起作用；状刚玉不起作用； 由于其不存在显微裂纹和大的内部气孔，其强度较高，同由于其不存在显微裂纹和大的内部气孔，其强度较高，同 时，受热冲击时强度下降不多，因而热震稳定性好，时，受热冲击时强度下降不多，因而热震稳定性好， 高导热性和高电阻性，在高频高温下具有良好的电性能。高导热性和高电阻性，在高频高温下具有良好的电性能。 使用部位使用部位所用高铝材料种类所用高铝材料种类特特 点点发展前景发展前景 高高 炉炉 （1）炉衬）炉衬 90%Al2O3的铝铬砖，的铝铬砖， 60%70%Al2O3的高铝砖，焦的高铝砖，焦 油浸渍油浸渍 抗热震、抗碱、热态抗热震、抗碱、热态 强度好强度

39、好 非氧化物、非氧化物、SiC、 石墨质砖增加石墨质砖增加 （2）热风炉）热风炉抗蠕变砖（抗蠕变砖（60%80%）抗蠕变、体积稳定抗蠕变、体积稳定 （3）浇铸场包括主沟）浇铸场包括主沟 、渣铁支沟、流嘴、渣铁支沟、流嘴 Al2O3-SiC-C或高铝浇注料、可或高铝浇注料、可 塑料、捣打料塑料、捣打料 体积稳定、抗铁水、体积稳定、抗铁水、 渣侵蚀渣侵蚀 长寿优质氧化铝类长寿优质氧化铝类 （4）铁水处理）铁水处理 和运输和运输 烧成和浸渍高铝（烧成和浸渍高铝（70 80%） 产品、产品、Al2O3-SiC-C砖砖 抗渣、铁水侵蚀抗渣、铁水侵蚀 该系统用该系统用Al2O3 -SiC- C类耐材有增加

40、趋势类耐材有增加趋势 炼钢炼钢 （1）电炉流钢槽）电炉流钢槽Al2O3-SiC-C浇注料浇注料抗铁水和熔渣侵蚀抗铁水和熔渣侵蚀 应用量增加，应用量增加， 代替一些老材料代替一些老材料 （2）电炉三角区、抽）电炉三角区、抽 烟孔环区烟孔环区 低水泥高铝浇注料低水泥高铝浇注料抗热震抗热震 钢包钢包 （1）包壁）包壁 砖（砖（7080）%Al2O3、低水泥、低水泥 Al2O3（7095%）-MgO浇注料浇注料 抗热震、抗渣、钢水抗热震、抗渣、钢水 侵蚀侵蚀 浇注料和其预制件增浇注料和其预制件增 加，因洁净钢需要，加，因洁净钢需要， 高氧化铝耐材增加高氧化铝耐材增加 （2）冲击板）冲击板低水泥浇注料低

41、水泥浇注料/预制件预制件抗钢水冲击抗钢水冲击应用增加应用增加 （3）喷枪）喷枪低水泥浇注料低水泥浇注料/预制件预制件抗热震、抗侵蚀抗热震、抗侵蚀 比成型砖应用广泛比成型砖应用广泛 （4）透气塞）透气塞烧成制品烧成制品透气性、抗侵蚀透气性、抗侵蚀 中间包中间包 （1）安全衬）安全衬低水泥浇注料低水泥浇注料体积稳定体积稳定 应用比成型砖或其它应用比成型砖或其它 材料有所增加材料有所增加 （2）包盖）包盖低水泥浇注料低水泥浇注料体积稳定体积稳定 水水 口口 （1）长水口）长水口Al2O3 -C 抗热震、抗侵蚀抗热震、抗侵蚀 其应用增加，而其应用增加，而 熔融石英制品减少熔融石英制品减少 （2）侵入式

42、水口）侵入式水口Al2O3 -C 滑滑 动动 水水 口口 盛钢桶、中间包盛钢桶、中间包 烧成浸渍的烧成浸渍的Al2O3 铝铬、铝铬、Al2O3-C 抗热震、抗侵蚀抗热震、抗侵蚀 铝炭质材料的使用增铝炭质材料的使用增 加，滑板修补加，滑板修补 加热炉加热炉工作衬工作衬 高铝可塑料、浇高铝可塑料、浇 注料、预制块、纤维注料、预制块、纤维 体积稳定、体积稳定、 隔热效果好隔热效果好 向节能方向向节能方向 发展，容易施工发展，容易施工 莫来石莫来石 莫来石的分类莫来石的分类 l 低铝莫来石低铝莫来石 l 中铝莫来石中铝莫来石 l 高铝莫来石高铝莫来石 l 锆莫来石锆莫来石 莫来石 l煅烧高岭土煅烧高岭

43、土 l煅烧蓝晶石煅烧蓝晶石 l全天然料莫来石全天然料莫来石 l高纯莫来石高纯莫来石 天然莫来石 合成莫来石 l 烧结莫来石烧结莫来石 l 电熔莫来石电熔莫来石 原料的化学成分原料的化学成分 合成方法合成方法 所使用的起始所使用的起始 物料的种类物料的种类 合成莫来石的种类合成莫来石的种类 天然莫来石天然莫来石 合成莫来石合成莫来石 l莫来石的分子式是莫来石的分子式是3Al2O3 2SiO2，理论组成为：，理论组成为：Al2O3占占 71.8%，SiO2占占28.2% ，弹性模量，弹性模量(210GPa)、热膨胀系数、热膨胀系数 (5.610- 6K)、导热系数（、导热系数（3.83W/（mK）

44、理论密度是）理论密度是 3.16g/cm3，莫氏硬度，莫氏硬度67，1840分解为刚玉和液相分解为刚玉和液相 。 l莫来石具有膨胀小、热稳定性极好、荷重软化温度高、高莫来石具有膨胀小、热稳定性极好、荷重软化温度高、高 温蠕变小、硬度大、抗化学腐蚀好等一系列优点。温蠕变小、硬度大、抗化学腐蚀好等一系列优点。 合成莫来石合成莫来石 相当于莫来石组成的熔体在冷却时，于相当于莫来石组成的熔体在冷却时，于1920左右先析出刚玉，随温度左右先析出刚玉，随温度 的的，刚玉量不断，刚玉量不断。到。到1810，析出的刚玉晶体与液相反应生成莫来石，析出的刚玉晶体与液相反应生成莫来石 。这时如保持完全平衡，常压下有

45、三相共存，即这个点为不变点，直到。这时如保持完全平衡，常压下有三相共存，即这个点为不变点，直到 刚玉反应完毕，温度保持不变。若冷却速度过快，破坏了平衡，则在刚玉反应完毕，温度保持不变。若冷却速度过快，破坏了平衡，则在 1810以下，液相成分沿以下，液相成分沿CE线变化，在未来得及反应而残留下来的刚玉线变化，在未来得及反应而残留下来的刚玉 周围析出莫来石，即形成包晶结构。这种结晶作用，在制造电熔莫来石周围析出莫来石，即形成包晶结构。这种结晶作用，在制造电熔莫来石 时，因冷却速度快而易发生。时，因冷却速度快而易发生。 3Al2O32SiO2（莫来石）莫来石） -Al2O3 L（液相）液相） 莫来石

46、的熔融分解莫来石的熔融分解 莫来石为不一致熔化合物，在莫来石为不一致熔化合物，在1810会按以下关系熔融会按以下关系熔融 分解或析晶：分解或析晶： -莫来石莫来石 莫来石固溶体莫来石固溶体 -莫来石莫来石 -莫来石莫来石 -莫来石莫来石 -莫来石相当于纯的莫来石相当于纯的3Al2O32SiO2。 化学组成符合化学组成符合Al2O3 71.8%，SiO2 28.2的理的理 论组成。论组成。 -莫来石莫来石 -莫来石固溶过剩的莫来石固溶过剩的Al2O3. 晶格略显膨胀晶格略显膨胀,莫来石固溶体的组成在莫来石固溶体的组成在3Al2O32SiO2与与 2Al2O3SiO2（饱和固溶体）之间，饱和固溶体

47、的组成为（饱和固溶体）之间，饱和固溶体的组成为 Al2O3 77.2，SiO2 22.8，即，即 -莫来石最多可以固溶莫来石最多可以固溶5.4 的的Al2O3。 -莫来石莫来石 -莫来石是固溶了少量的的莫来石是固溶了少量的的Fe2O3和和TiO2的莫来石。的莫来石。 莫来石晶格中的莫来石晶格中的Fe3+代替代替Al3+。莫来石中最多可能含有。莫来石中最多可能含有 8%9的的Fe2O3。 随着温度随着温度 ，Fe2O3含量含量 而转移到液相中；随温度而转移到液相中；随温度 ，Fe2O3又从液相中返回到莫来石中。又从液相中返回到莫来石中。 烧结莫来石烧结莫来石 烧结法合成莫来石所采用的起始物料组合

48、有：烧结法合成莫来石所采用的起始物料组合有： 工业氧化铝高岭土（焦宝石）工业氧化铝高岭土（焦宝石） 工业氧化铝硅石（熔融石英）工业氧化铝硅石（熔融石英） 工业氧化铝铝矾土（工业氧化铝铝矾土（Al2O3含量较低含量较低) 氢氧化铝高岭土氢氧化铝高岭土 煅烧氧化铝硅石（熔融石英）煅烧氧化铝硅石（熔融石英） 工业氧化铝高岭土蓝晶石（起晶核作用）工业氧化铝高岭土蓝晶石（起晶核作用） 天然精选铝矾土（天然精选铝矾土（B-K型）型） 天然铝矾土（天然铝矾土（D-K型）高岭土蓝晶石型）高岭土蓝晶石 我国主要采用、和的配料组合。我国主要采用、和的配料组合。 原理原理 3Al2O3 +2SiO2 3Al2O32

49、SiO2 烧结莫来石的制备方法烧结莫来石的制备方法 采用烧结法合成原料，一般需经过细磨、均化、成采用烧结法合成原料，一般需经过细磨、均化、成 型及高温煅烧等工艺过程，形成预期的矿物组成，达型及高温煅烧等工艺过程，形成预期的矿物组成，达 到预期性能要求的产品。到预期性能要求的产品。 合成烧结莫来石的制备合成烧结莫来石的制备 l干法干法 l湿法湿法 影响烧结莫来石合成的因素影响烧结莫来石合成的因素 l配料中配料中Al2O3/SiO2的比值的比值 l 原料的活性原料的活性 l 原料的混磨方式与细度原料的混磨方式与细度 l 坯体的成型方法坯体的成型方法 l 烧成温度及保温时间烧成温度及保温时间 配料中

50、配料中Al2O3/SiO2的比值的影响的比值的影响 l莫来石的配料组成应该为：莫来石的配料组成应该为： Al2O3 71.877.2 SiO2 22.828.2 Al2O3/SiO2 比应该在比应该在2.553.40 l 当配料中的当配料中的Al2O3在在68（干基）左右时，莫来石熟料中（干基）左右时，莫来石熟料中 的莫来石相含量最高。的莫来石相含量最高。 原料活性的影响原料活性的影响 烧结法合成莫来石主要通过固相反应来完成，因烧结法合成莫来石主要通过固相反应来完成，因 而原料的活性对莫来石的合成有重要影响。而原料的活性对莫来石的合成有重要影响。 高岭土经高岭土经1100煅烧后煅烧后，其中的矿

51、物结构被破坏，并，其中的矿物结构被破坏，并 产生一系列的相变化，使颗粒的表面产生产生一系列的相变化，使颗粒的表面产生结构缺陷而结构缺陷而 产生活性产生活性，能促使莫来石的合成，有利于烧结。因此，能促使莫来石的合成，有利于烧结。因此 高岭土是一种较好的合成莫来石的天然原料。高岭土是一种较好的合成莫来石的天然原料。 主要由主要由三水铝石构成的氢氧化铝三水铝石构成的氢氧化铝，在，在400脱水后也脱水后也 具有较大的活性，适合合成莫来石，如英国常用三水具有较大的活性，适合合成莫来石，如英国常用三水 铝石来合成莫来石。铝石来合成莫来石。 原料活性的影响原料活性的影响 氧化铝是合成莫来石的常用原料之一。理

52、想的氧氧化铝是合成莫来石的常用原料之一。理想的氧 化铝质原料是化铝质原料是-Al2O3，即工业氧化铝。这主要是，即工业氧化铝。这主要是 因为因为-Al2O3具有与尖晶石类似的结构，是具有缺具有与尖晶石类似的结构，是具有缺 陷的尖晶石结构，有很大的活性。并且陷的尖晶石结构，有很大的活性。并且-Al2O3在在 烧结的过程中伴随着烧结的过程中伴随着13的体积收缩，这足以抑的体积收缩，这足以抑 制高岭土或高铝矾土中二次莫来石化引起的体积制高岭土或高铝矾土中二次莫来石化引起的体积 膨胀，有利于烧结。膨胀，有利于烧结。 原料活性的影响原料活性的影响 在含在含SiO2的原料中，的原料中，石英石英等在合成温度

53、下有晶等在合成温度下有晶 型转变，晶格中的缺陷浓度增加使离子的扩散型转变，晶格中的缺陷浓度增加使离子的扩散 速度增大，有利于固相反应与烧结。速度增大，有利于固相反应与烧结。 而熔融石英则不然，当其与工业氧化铝配而熔融石英则不然，当其与工业氧化铝配 合时，合成温度虽高达合时，合成温度虽高达1750，但吸水率仍高，但吸水率仍高 达达10.6，说明其烧结程度较差。，说明其烧结程度较差。 原料活性的影响原料活性的影响 以蓝晶石作为晶核添加到配料中，能促进莫来以蓝晶石作为晶核添加到配料中，能促进莫来 石的生成与烧结。蓝晶石在较低温度下（石的生成与烧结。蓝晶石在较低温度下（1350 1380）即可转化为活

54、性较大的）即可转化为活性较大的SiO2和一次和一次 莫来石。莫来石。 一次莫来石化开始时就可以形成数量很多一次莫来石化开始时就可以形成数量很多 的针状晶核，对最终获得长柱状链锁交织的网的针状晶核，对最终获得长柱状链锁交织的网 状结构莫来石熟料很有好处。状结构莫来石熟料很有好处。 Al2O3原料：原料： l1100煅烧后的高岭土煅烧后的高岭土 l三水铝石构成的氢氧化铝三水铝石构成的氢氧化铝 l工业氧化铝工业氧化铝 -Al2O3 SiO2的原料：的原料： 石英等在合成温度下有晶型转变，晶格中的缺陷浓度石英等在合成温度下有晶型转变，晶格中的缺陷浓度 增加使离子的扩算速度增大，有利于固相反应与烧结。增

55、加使离子的扩算速度增大，有利于固相反应与烧结。 原料活性的影响原料活性的影响 原料的混磨方式的影响原料的混磨方式的影响 原料的混磨有干法和湿法。原料的混磨有干法和湿法。 干法干法工艺较为简单，但磨细混合效果较差，不易混合均工艺较为简单，但磨细混合效果较差，不易混合均 匀。特别是采用粘土原料时，混合磨细效率更差；匀。特别是采用粘土原料时，混合磨细效率更差； 湿法湿法研磨时，粘土加水后形成高分散体系的胶体，流动研磨时，粘土加水后形成高分散体系的胶体，流动 性好，与工业氧化铝混合时，颗粒间接触面积增大，研磨效性好，与工业氧化铝混合时，颗粒间接触面积增大，研磨效 率高。率高。 原料细度的影响原料细度的

56、影响 l细度的影响细度的影响 合成莫来石为固相反应，颗粒越细，越有利于烧成。合成莫来石为固相反应，颗粒越细，越有利于烧成。 有研究表明：有研究表明： 当当0.060.2mm的石英占的石英占33时，莫来石生成量仅为时，莫来石生成量仅为61， 当当0.06mm的石英占的石英占87时，莫来石生成量大幅增加。特别时，莫来石生成量大幅增加。特别 是小于是小于8m的微粒对莫来石的烧结作用很大。的微粒对莫来石的烧结作用很大。 当原料粒度都在当原料粒度都在4m以下时，合成莫来石的致密度最高。以下时，合成莫来石的致密度最高。 细度的影响细度的影响 将莫来石配合料细磨到小于将莫来石配合料细磨到小于8m占占8590

57、，甚至，甚至 小于小于5m微粒占微粒占80以上对合成莫来石最为有利。以上对合成莫来石最为有利。 实际生产中，应将配合料的细度配合在一个很窄的范实际生产中，应将配合料的细度配合在一个很窄的范 围，因为即使有很少的大颗粒存在，也能明显延缓反应过围，因为即使有很少的大颗粒存在，也能明显延缓反应过 程完成。程完成。 坯体的成型方法坯体的成型方法 坯体的成型方法有坯体的成型方法有压坯法压坯法和和真空挤泥法真空挤泥法两种。两种。 l压坯法的成型压力比真空挤泥法大，生坯的体积压坯法的成型压力比真空挤泥法大，生坯的体积 密度大。压力对纯固相烧结有促进作用。密度大。压力对纯固相烧结有促进作用。 压坯成型的生坯一

58、般密度不均匀，特别是单压坯成型的生坯一般密度不均匀，特别是单 面加压，压力过大时容易产生层裂；面加压，压力过大时容易产生层裂； l而真空挤出的生坯，密度均匀，烧后的体积密度而真空挤出的生坯，密度均匀，烧后的体积密度 显著提高，莫来石的生成量也较大。显著提高，莫来石的生成量也较大。 烧成温度及保温时间的影响烧成温度及保温时间的影响 莫来石的反应与烧结过程可分为三个阶段：莫来石的反应与烧结过程可分为三个阶段： 固相反应：固相反应：莫来石一般在莫来石一般在1200开始形成，到开始形成，到1650时时 完成。此为第一阶段。完成。此为第一阶段。 在该阶段，固相反应和烧结同时进行，随温度在该阶段，固相反应

59、和烧结同时进行，随温度，莫来石的含，莫来石的含 量不断量不断，体积密度，体积密度，气孔率，气孔率。 该阶段几乎不产生玻璃相，接近纯固相反应。该阶段几乎不产生玻璃相，接近纯固相反应。 烧成温度及保温时间的影响烧成温度及保温时间的影响 液相烧结：液相烧结：16501700莫来石含量变化不大，但莫来石含量变化不大，但 莫来石晶体随温度莫来石晶体随温度而不断长大，玻璃相也有所而不断长大，玻璃相也有所。 1700时，熟料的显气孔率最低，体积密度最大。此阶时，熟料的显气孔率最低，体积密度最大。此阶 段可看作固相反应的第二阶段，是有液相参加的烧结阶段可看作固相反应的第二阶段，是有液相参加的烧结阶 段。段。

60、烧结停止：烧结停止：在在1700左右，实际上已进入烧结的末左右，实际上已进入烧结的末 期，烧结缓慢甚至停止，再继续升温，会产生反致密化期，烧结缓慢甚至停止，再继续升温，会产生反致密化 现象，显气孔率增加，体积密度下降。现象，显气孔率增加，体积密度下降。 杂质及添加成分的影响杂质及添加成分的影响 Na2O的影响的影响 Na2O对莫来石的形成与分解影响较大，它对莫来石的形成与分解影响较大，它抑制莫来石的形成抑制莫来石的形成 ，在高温下导致莫来石的分解，并产生较多的富硅玻璃。，在高温下导致莫来石的分解，并产生较多的富硅玻璃。 Na2O与莫来石的反应如下：与莫来石的反应如下： 3Al2O32SiO2