《无机材料岩相分析》课程教学资源（PPT课件）第七章 耐火材料岩相分析 §1 概述 §2 耐火材料显微结构的研究内容 §3 硅质耐火材料岩相分析

第七章耐火材料岩相分析本章要点：耐火材料的概念、特点及分类；耐火材料显微结构的基本研究内容；耐火材料显微结构的基本类型；常见耐火材料的物质组成、显微结构特征及其与制品性能、生产工艺的关系

第七章 耐火材料岩相分析 本章要点： ● 耐火材料的概念、特点及分类； ● 耐火材料显微结构的基本研究内容； ● 耐火材料显微结构的基本类型； ● 常见耐火材料的物质组成、显微结构特 征及其与制品性能、生产工艺的关系

第七章耐火材料岩相分析S1概述耐火材料的概念指耐火度不低于1580C的无机非金属材料特点：*高耐火度；大有较高的荷重软化温度；大耐急冷急热性能;大较好的抗渣性能；大孔隙率较小或体积密度较大

第七章 耐火材料岩相分析 §1 概 述 ◆ 耐火材料的概念 指耐火度不低于1580°C的无机非金属材料。 特点： ＊ 高耐火度； ＊ 有较高的荷重软化温度； ＊ 耐急冷急热性能； ＊ 较好的抗渣性能； ＊ 孔隙率较小或体积密度较大

第七章耐火材料岩相分析s1概述耐火材料分类按耐火材料的成分分类：硅质、白云质、镁质、碳质、米粘土质、碳化硅质等。按耐火材料在冶金中的耐渣性质分类酸性耐火材料：很易与碱性炉渣反应形成低熔的物相，抗酸性渣。如硅砖、粘土砖等。碱性耐火材料：易与酸性炉渣反应，抗碱性渣性能好。如镁砖、白云石砖、镁铬砖。中性耐火材料：对酸性、碱性渣都有一定的惰性、如石墨砖、铬砖等

第七章 耐火材料岩相分析 §1 概 述 ◆ 耐火材料分类 按耐火材料的成分分类： 硅质、白云质、镁质、碳质、粘土质、碳化硅质等。 按耐火材料在冶金中的耐渣性质分类： 酸性耐火材料：很易与碱性炉渣反应形成低熔的物 相，抗酸性渣。如硅砖、粘土砖等。 碱性耐火材料：易与酸性炉渣反应，抗碱性渣性能 好。如镁砖、白云石砖、镁铬砖。 中性耐火材料：对酸性、碱性渣都有一定的惰性， 如石墨砖、铬砖等

第七章耐火材料岩相分析sS1概述耐火材料岩相分析内容：耐火材料的显微结构、显微结构与生产工艺条件的关系及在不同作业条件下的变化显微结构与其性能的关系显微结构观察的手段：偏光显微镜和反光显微镜电子显微镜电子探针、X射线衍射等

第七章 耐火材料岩相分析 §1 概 述 ◆ 耐火材料岩相分析内容： 耐火材料的显微结构、显微结构与生产工 艺条件的关系及在不同作业条件下的变化、 显微结构与其性能的关系。 ＊显微结构观察的手段： 偏光显微镜和反光显微镜、电子显微镜、 电子探针、X射线衍射等

第七章耐火材料岩相分析82 耐火材料显微结构的研究内容内容：晶相、玻璃相和气相的种类、形状、大小、数量、分布及其相互关系。1.晶相（骨料颗粒或熟料）：观察其矿物成分颗粒大小、结晶程度、百分含量及分布特征*分类：按组成分：单晶相、多晶单相、多晶多相。按含量分：主晶相、次晶相、杂质。主晶相的种类、形态、大小、数量、均匀度晶粒取向和结合状况决定着制品的基本性能

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 ◆ 内容：晶相、玻璃相和气相的种类、形 状、大小、数量、分布及其相互关系。 1.晶相（骨料颗粒或熟料）：观察其矿物成分、 颗粒大小、结晶程度、百分含量及分布特征。 ＊分类： 按组成分：单晶相、多晶单相、多晶多相。 按含量分：主晶相、次晶相、杂质。 ＊主晶相的种类、形态、大小、数量、均匀度、 晶粒取向和结合状况决定着制品的基本性能

第七章耐火材料岩相分析82 耐火材料显微结构的研究内容主晶相形态：直接影响耐火材料性能，如刚玉呈非等粒状（针状、柱状、片状）时，具脆性，耐磨能力降低。主晶相颗粒大小：粗粒容易产生裂纹与缺陷，机械强度较差，容易破坏；细粒机械强度较高，但晶体的热稳定性较差如何控制晶形和晶粒大小：控制工艺条件或加入某些添加剂。如加入1%的MgO，可使刚玉粒度减小且旱粒状

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 ＊主晶相形态：直接影响耐火材料性能，如刚玉 呈非等粒状（针状、柱状、片状）时，具脆性， 耐磨能力降低。 ＊主晶相颗粒大小：粗粒容易产生裂纹与缺陷， 机械强度较差，容易破坏；细粒机械强度较高， 但晶体的热稳定性较差。 ＊ 如何控制晶形和晶粒大小：控制工艺条件或加 入某些添加剂。如加入1%的MgO，可使刚玉粒 度减小且呈粒状

第七章耐火材料岩相分析82 耐火材料显微结构的研究内容2.玻璃相：指高温液相，即一种低熔点的物质，是无定形的非晶质相。作用：①粘结晶粒，提高耐火材料的低温机械性能；②促进烧结，并降低烧成温度；③阻止多晶转变，抑制晶粒生长。对耐火材料性能的影响：玻璃相越多，稳定性耐火性越差；玻璃相的含量及其形成的液相浓度对耐火材料的高温荷重变形温度范围有很大影响一般液相量越多粘度越小，其高温荷重变形温度下降越多。如含Al2O3较高的粘士砖

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 2.玻璃相：指高温液相，即一种低熔点的物质，是 无定形的非晶质相。 ＊作用：①粘结晶粒，提高耐火材料的低温机械性 能；②促进烧结，并降低烧成温度；③阻止多晶 转变，抑制晶粒生长。 ＊对耐火材料性能的影响：玻璃相越多，稳定性、 耐火性越差；玻璃相的含量及其形成的液相浓度， 对耐火材料的高温荷重变形温度范围有很大影响。 一般液相量越多,粘度越小，其高温荷重变形温度 下降越多。如含Al2O3较高的粘土砖

第七章耐火材料岩相分析82 耐火材料显微结构的研究内容3.气孔、裂隙和裂纹：除保温材料外，好的耐火材料应具有尽可能低的气孔率。气孔分类：闭口气孔、开口气孔、贯通气孔按气孔分布状况，又可分为：骨料颗粒中的气孔骨料颗粒与基质间的气孔基质中的气孔

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 3.气孔、裂隙和裂纹： ＊除保温材料外，好的耐火材料应具有尽可能低 的气孔率。 ＊气孔分类： 闭口气孔、开口气孔、贯通气孔 按气孔分布状况，又可分为： 骨料颗粒中的气孔 骨料颗粒与基质间的气孔 基质中的气孔

第七章耐火材料岩相分析82耐火材料显微结构的研究内容气孔率：一般指开口气孔率（亦称显气孔率）。开口气孔率B=V1/V×100%真气孔率A=（V1+V2）0×100%Vo一试样总体积（固体部分+开、闭气孔），cm3V1、V2一开、闭口气孔体积，cm3生产工艺对气孔率及气孔的形状影响较大大1气孔过多：表明生烧，原料收缩过大，原料配比不合理，成型排气不良等

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 ＊气孔率：一般指开口气孔率（亦称显气孔率）。 开口气孔率B=V1/V0×100% 真气孔率A=（V1+V2）/V0 ×100% V0—试样总体积（固体部分+开、闭气孔），cm3 V1、V2—开、闭口气孔体积，cm3 ＊生产工艺对气孔率及气孔的形状影响较大。 ＊气孔过多：表明生烧，原料收缩过大，原料配 比不合理，成型排气不良等

第七章耐火材料岩相分析82耐火材料显微结构的研究内容定向排列气孔一成型工艺欠佳；圆球状气孔一周围介质玻璃化程度高，高温下有大量的液相出现，制品过烧；串珠状气孔一物相在高温下骨料收缩过大，骨料预烧不足或生烧，骨料和基质未能烧结晶界裂隙一两相在高温下膨胀系数相差过大或伴随有晶形转变或新相产生；*晶相龟裂一表明晶相经过急剧的体积变化（急冷急热引起），很可能产生了相变

第七章 耐火材料岩相分析 §2 耐火材料显微结构的研究内容 ＊定向排列气孔—成型工艺欠佳； ＊圆球状气孔—周围介质玻璃化程度高，高温下 有大量的液相出现，制品过烧； ＊串珠状气孔—物相在高温下骨料收缩过大，骨 料预烧不足或生烧，骨料和基质未能烧结。 ＊晶界裂隙—两相在高温下膨胀系数相差过大或 伴随有晶形转变或新相产生； ＊晶相龟裂—表明晶相经过急剧的体积变化（急 冷急热引起），很可能产生了相变