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硅莫砖生产工艺原理
发布时间：2025/2/11 17:16:49 点击率： 来源:高铝砖厂家 作者：荣盛耐材硅莫砖生产工艺原理介绍
一、原料体系构建
核心组分设计：
以高纯碳化硅微粉（SiC）与特种矾土基刚玉（αAl₂O₃）构成主晶相，引入硅微粉（SiO₂）作为高温结合剂，复合稀土氧化物（Y₂O₃/La₂O₃）作为烧结助剂。
颗粒级配优化：
执行三级颗粒配比制度：
粗颗粒：刚玉骨料占比40-45%，承担结构骨架功能
中颗粒：碳化硅占比30-35%，构建导热网络
细粉：硅微粉+稀土氧化物占比20-25%，促进烧结致密化
二、混炼成型工艺
复合结合体系：
采用酚醛树脂（残碳率≥45%）与硅溶胶（SiO₂含量25%）双结合机制，前者提供常温强度，后者形成高温陶瓷结合。
等静压成型控制：
在高强的压力条件下，通过双向加压实现素坯密度≥2.8g/cm³，确保微观结构各向同性。成型模具采用梯度温度场设计（80-120℃），优化树脂固化效果。
三、烧成制度设计
多阶段控温曲线：
低温脱脂段：阶梯式升温（2℃/min），配合氮气保护气氛，实现树脂碳化无开裂
中温反应段：引入弱还原性CO气氛，降低碳化硅表面氧化
高温烧结段：通过固相烧结机制，形成SiCAl₂O₃SiC2O复相结构
显微结构调控：
在烧结后期，硅微粉与刚玉反应生成莫来石（3Al₂O₃·2SiO₂）晶须，穿插于碳化硅晶界，形成三维互锁增强结构。
四、后处理强化工艺
表面改性处理：
采用化学气相沉积（CVD）工艺，在制品表面形成50100μm的Si3N4/SiC复合涂层，提升抗熔渣渗透能力。
微观缺陷修复：
通过高压浸渍工艺（58MPa），将磷酸铝溶液渗入开口气孔，经二次热处理（800℃）形成AlPO4封孔层。
五、质量控制要点
1.原料检测：激光粒度分析仪监控碳化硅粒度分布
2.素坯检测：工业CT扫描确保体积密度偏差
3.烧成监控：红外热像仪实时跟踪窑内温度场均匀性
4.成品检测：
显气孔率≤17-19%（水银压汞法）
常温耐压强度≥85MPa（试验机）
热震稳定性（1100℃水冷）≥10次（无裂纹扩展）
该工艺体系生产的硅莫砖已广泛应用于新型干法水泥回转窑过渡带，在高温环境下表现出优异的抗碱蚀性和热震稳定性，显著延长窑衬使用寿命。
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