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耐火材料常用的幾種硅質半硅質耐火材料性能

硅石

是硅質耐火材料的主要原料。硅石也稱石英巖,主要礦物是石英SiO2,其它礦物成分為雜質。按硅石的組織結構分類可以分為結晶硅石(再結晶石英巖)和膠結硅石(膠結石英巖)。

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1.結晶硅石

是由硅質砂巖(石英砂巖)經變質作用再結晶而成得變質巖。硅質砂巖中的硅質膠結物在地質條件作用下而在原石英顆粒表面再結晶,成為石英顆粒的增大部分。因此,其組織結構特征是:由結晶的石英顆粒所組成,石英顆粒間沒有膠結物或極少(3%~8%);由于變質過程中的再結晶作用而使石英顆粒緊密地連接在一起,并且構成了原硅質砂巖所沒有的各種變晶結構,如鋸齒結構、花崗巖結構和鑲嵌結構等。結晶硅石外觀呈乳白色、灰白色、淡黃色以至紅褐色,致密塊狀。

脈石英也屬于結晶硅石,它是火成巖,特征是石英顆粒較大(>2mm),純度較高(SiO2>99%),鍛燒時轉化遲鈍,膨脹性大,直接用于制磚較為困難。脈石英呈白色,半透明,發油脂光澤,斷口呈貝殼狀,致密塊狀。


2.膠結硅石

石英顆粒被硅質膠結物結合而成的沉積巖,膠結構主要是隱晶質的二次石英,膠結物含量通常約占30%~75%。膠結硅石中的石英顆粒結晶較小,雜質含量多,加熱時易于轉變。外觀呈乳白色、灰白色、黃灰色、黑色、紅色等,斷面致密,呈貝殼狀,幾乎沒有光澤。


熔融石英

是以石英玻璃為主要成分經電熔而成的硅質耐火原料。工業上用硅石制造熔融石英。熔融石英一般SiO2含量在99%以上,含少量Al2O3、Fe2O3、CaO、K2O、Na2O等雜質。

熔融石英結構是單純由硅氧四面體組成的網絡骨架。Si4+位于四面體中心,四個O2-位于四面體頂角,兩個四面體之間以角相連,形成一種向三維空間發展的架狀結構。熔融石英特點是熱膨脹系數極低、抗熱震性強、導熱系數低。用于制造耐火窯具、澆鋼的浸入式水口及長水口等。


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