《材料显微结构分析》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 耐火材料显微结构分析

7耐火材料显微结构分析

❖7 耐火材料显微结构分析

7.1概述 耐火材料是一类品种繁多和性质各异的高温 结构材料。实质上亦属于广义的陶瓷材料。 必 耐火材料的显微结构分析包括原始制品和使 用后蚀变了的残砖（即蚀变产物）的显微结构。 其显微结构研究内容也就显得更为丰富和复 杂

❖ 7.1 概述 ❖ 耐火材料是一类品种繁多和性质各异的高温 结构材料。实质上亦属于广义的陶瓷材料。 ❖ 耐火材料的显微结构分析包括原始制品和使 用后蚀变了的残砖(即蚀变产物)的显微结构。 其显微结构研究内容也就显得更为丰富和复 杂

7.1.1耐火材料的分类 耐火材料的品种繁多，可用化学相组成和生 产工艺类型等两种基本方法对耐火材料制品 进行分类。 ·1)化学相组成分类 ·根据耐火材料的主要化学成分及主要组成相 将所有耐火材料划分为八个系列，即将所有 耐火材料分为八大类：

❖ 7.1.1 耐火材料的分类 ❖ 耐火材料的品种繁多，可用化学-相组成和生 产工艺类型等两种基本方法对耐火材料制品 进行分类。 ❖ 1）化学-相组成分类 ❖ 根据耐火材料的主要化学成分及主要组成相， 将所有耐火材料划分为八个系列，即将所有 耐火材料分为八大类：

(1)SO,系耐火材料（硅质耐火材料） 包括硅质和熔融石英制品。天然岩石-白泡石 (粘土质胶结的石英砂岩亦归为此系列。 (2)A1203-Si02系耐火材料铝硅质耐火材料) 包括半硅质、粘土质、铝土矿、夕线石类及 莫来石等烧结耐火制品，还有熔铸莫来石耐 火制品

❖ (1)SiO2系耐火材料(硅质耐火材料) ❖ 包括硅质和熔融石英制品。天然岩石-白泡石 (粘土质胶结的石英砂岩)亦归为此系列。 ❖ (2)Al2O3 -SiO2系耐火材料(铝硅质耐火材料) ❖ 包括半硅质、粘土质、铝土矿、夕线石类及 莫来石等烧结耐火制品，还有熔铸莫来石耐 火制品

(3)Al203(Na20,Cr,03)系耐火材料（铝质耐 火材料) 然 包括刚玉、B-A1O3、和铝铬渣等烧结耐火制 品。亦包括熔铸铝质耐火制品 (4)A12O3-C(-SC)系耐火材料又称铝碳质耐 火材料) 石墨和刚玉-斜锆石-石墨等耐火制品

❖ (3) Al2O3 -(Na2O，Cr2O3 )系耐火材料(铝质耐 火材料) ❖ 包括刚玉、β-Al2O3、和铝铬渣等烧结耐火制 品。亦包括熔铸铝质耐火制品 ❖ (4) Al2O3 -C(-SiC)系耐火材料(又称铝碳质耐 火材料) ❖ 石墨和刚玉-斜锆石-石墨等耐火制品

(5)Mg0-R2OSiO2)系耐火材料（碱性耐火材料） ①Mg0-Cr203系耐火材料（镁铬质耐火材料） 包括镁质、镁铬质、铬镁质和铬质等耐火制品； ·②Mg0-A1,O3系耐火材料（镁铝质耐火材料） 。包括方镁石尖晶石、合成尖晶石等耐火制品； ③MgO-SiO2系耐火材料（镁硅质耐火材料） ÷包括橄榄石、方镁石橄榄石、董青石等耐火制品

❖ (5)MgO-R2O(SiO2 )系耐火材料(碱性耐火材料) ❖ ①MgO-Cr2O3系耐火材料(镁铬质耐火材料) ❖ 包括镁质、镁铬质、铬镁质和铬质等耐火制品； ❖ ②MgO-Al2O3系耐火材料(镁铝质耐火材料) ❖ 包括方镁石-尖晶石、合成尖晶石等耐火制品； ❖ ③MgO-SiO2系耐火材料(镁硅质耐火材料) ❖ 包括橄榄石、方镁石-橄榄石、董青石等耐火制品

(6)Mg0-CaO-C系耐火材料（含碳而耐火材料） 包括镁碳耐火制品和含碳白云石耐火制品。 (7)Z02-Al,03-SiO2系耐火材料（锆质耐火材料、】 AZS耐火材料) 包括熔铸AZS耐火制品、烧结A☑S耐火制拼 和锆英石耐火制品。 (8)SiC-Si3N4-C系耐火材特种而耐火材料) 包括石墨耐火制品、碳化硅石墨耐火制品和 氮化硅结合的碳化硅耐火制品

❖ (6)MgO-CaO-C系耐火材料(含碳耐火材料) ❖ 包括镁碳耐火制品和含碳白云石耐火制品。 (7)ZrO2 -Al2O3 -SiO2系耐火材料(锆质耐火材料、 AZS耐火材料) ❖ 包括熔铸AZS耐火制品、烧结AZS耐火制拼 和锆英石耐火制品。 ❖ (8)SiC-Si3N4 -C系耐火材料(特种耐火材料) ❖ 包括石墨耐火制品、碳化硅-石墨耐火制品和 氮化硅结合的碳化硅耐火制品

2)生产工艺类型分类 (1)化学结合耐火制品 加入适量粘结剂或化学结合剂，经常温或低 温处理而获得一定结构强度的制品。又称为 不烧耐火制品。 (2)烧结耐火制品 ÷按比学组成配分似粒度配比制成混合料，经 成型和干燥，在高温烧结而成的制品，传统 的耐火材料部属此类

❖ 2) 生产工艺类型分类 ❖ (1)化学结合耐火制品 ❖ 加入适量粘结剂或化学结合剂，经常温或低 温处理而获得一定结构强度的制品。又称为 不烧耐火制品。 ❖ (2)烧结耐火制品 ❖ 按比学组成配分似粒度配比制成混合料，经 成型和干燥，在高温烧结而成的制品，传统 的耐火材料部属此类

(3)熔铸耐火制品 按化学织成配方的粉料， 在高温熔炉内全部 熔化成高温熔体，再铸入一定形状的模体内 在冷却的过程中按一定制度进行退火热处理 而成的制品。 (4)再结合耐火制品 指制砖原料经熔融、凝固之后，得到与设计 化学组成和显微结构相符的材料，经粉碎、 配合和成型，再在高温炉内烧结而成的制品

❖ (3)熔铸耐火制品 ❖ 按化学织成配方的粉料，在高温熔炉内全部 熔化成高温熔体，再铸入一定形状的模体内， 在冷却的过程中按一定制度进行退火热处理 而成的制品。 ❖ (4)再结合耐火制品 ❖ 指制砖原料经熔融、凝固之后，得到与设计 化学组成和显微结构相符的材料，经粉碎、 配合和成型，再在高温炉内烧结而成的制品

7.1.2显微结构与生产工艺及制品性能之间的关系 耐火材料显微结构的形成，是由生产工艺过程中的 各种物理化学变化和机械加工综合作用的结果。同 类型耐火材料显微结构的差异将影响耐火制品的技 术性能和使用效果。因此，在生产工艺显微结构 性能三者关系中.显微结构处于核心位置。于是 人们可通过调整工艺参数来设计合理的显微结构 或通过调整显微结构以提高耐火材料的性能和延长 使用寿命

❖ 7.1.2 显微结构与生产工艺及制品性能之间的关系 ❖ 耐火材料显微结构的形成，是由生产工艺过程中的 各种物理化学变化和机械加工综合作用的结果。同 类型耐火材料显微结构的差异将影响耐火制品的技 术性能和使用效果。因此，在生产工艺-显微结构- 性能三者关系中．显微结构处于核心位置。于是， 人们可通过调整工艺参数来设计合理的显微结构， 或通过调整显微结构以提高耐火材料的性能和延长 使用寿命