硅质耐火材料中矿化剂氮化硅铁和碳酸钙的作用机理

摘要：

硅砖使用石灰土加铁鳞的组合矿化剂是早期国内生产条件限制下的无奈选择,随着生产条件的提升,探寻新型矿化剂以实现硅砖性能的进一步突破是切实可行且十分必要的.本工作分别以氮化硅铁和碳酸钙替代传统石灰乳加铁鳞的复合矿化剂制备硅砖.制备的新型硅砖性能良好,添加2％(质量分数)氮化硅铁和碳酸钙的硅砖中鳞石英含量分别达到62％和65％.结果表明:以氮化硅铁作为矿化剂的硅砖内,海胆结构氮化硅铁中柱状Si3N4相互交织构成的Si3N4网络,通过自身的氧化反应对其中心位置的Fe和Fe3Si起到了保护作用,于高温下实现了FeO-Fe2O3-SiO2三元系中更高的FeO/Fe2O3摩尔比,并同时降低了液相的生成温度.借由氮化硅铁中Fe、Fe3Si、Si3N4的还原性,FeO-Fe2O3-SiO2三元液相形成后,其中的FeO/Fe2O3摩尔比呈现波动变化,进而通过改变饱和液相中鳞石英溶解度,促进液相中石英的溶解-析晶作用.以碳酸钙作为硅砖的矿化剂时,砖内液相的生成温度提升至1436℃,在此之前砖内发生的反应主要为碳酸钙的分解以及β-石英至α-石英至亚稳态α-方石英的转变.液相生成温度的提升并没有降低成品砖内的鳞石英含量,并且较添加铁质矿化剂硅砖其成品砖内玻璃相含量更少.

关键词：硅砖、矿化剂、氮化硅铁、碳酸钙

所属期刊栏目：51

分类号：TQ175

资助基金：科技部重点研发计划2021YFB3701400

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：594-601