锂铝硅酸盐玻璃陶瓷抗侵蚀性的研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第１期　２００７年２月　艄太　不轰　・５５・　锂铝硅酸盐玻璃陶瓷抗侵蚀性的研究　摘　要：列出采用三种独立的方法对锂铝硅酸盐型玻璃陶瓷（ＯＴＭ一３５７型材料）抗侵蚀性介质作用的研究数据，　表明其结果近似，而且材料的抗化学侵蚀性极高，从而使其应用范围扩大。　关键词：玻璃陶瓷；抗化学侵蚀性；侵蚀性介质　中图分类号：ＴＱ１７４．１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—７７９２（２００７）０１—００５５—０４　在生产操作或者贮存的过程中，由不同材料制　造的制品表面都会受到周围介质作用的影响，井导　致其受到侵蚀。通常在受到侵蚀时，制品表面材料　的元素和侵蚀性介质元素之间发生相互扩散。该过　关于陶瓷材料对侵蚀性介质（主要为酸类和碱　类）作用的抗侵蚀性方面做了大量的研究工作。但　是在这一方向上进行研究工作时．作者们往往采用　各不相同的测定方法，因此，很难对其结果做比　较。例如，在某一报道中只列举了材料的抗化学侵　蚀性结果，并未指出测定方法。另一报道中只是探　程最终可能导致制品损坏或者材料性能发生如此之　大的变化。甚至在具体结构中已无可能继续使用。　按照对制品发生作用的介质的种类来区分材料　讨了在形成相组成阶段中莫来石的抗化学侵蚀性。　在另一篇报道中引用了不同来源的数据应当是　有明显的概括性。例如：～作者按照重量损失来评　估陶瓷材料的抗侵蚀性（见表１），另一作者则按　的侵蚀：气体性侵蚀（惰性气体和化学活性气体）；　液体性侵蚀（酸及碱类溶液、盐、玻璃及金属的熔　体、海水等）。此时侵蚀的速度取决于一系列因素，　诸如材料的表面状况；组织结构和成分；作用的持　续时间和温度以及侵蚀性介质的成分等。　照零件厚度的变化来评估该项指标（见表２）。　表１由碳化硅和氧化铝制造的制品在酸类殛碱类溶液中的抗化学侵蚀性　第三位作者则按照重量损失（％）来评估陶瓷　材料的抗化学侵蚀性。该报道中列举了作者自身对　不同材料的抗化学侵蚀性测定的研究结果，其方法　化学侵蚀性的测定结果。其方法是将试样在浓盐酸　中及浓度为３５％的ＮａＯＨ水溶液中煮沸ｌｈ　材料的实验工作顺序和抗化学侵蚀性的评估与　是材料粉碎后制成试样放入浓度为９８％的Ｈ　Ｓｏ４溶　液及浓度为３５％的ＮａＯＨ溶液中煮沸ｌｈ，然后按　照材料试验后的重量损失（％）与原始试样重量作　该参数测定标准材料的要求极为接近．因此。可以　认为该工作的结果是相当有说服力的．可以利用此　类数据与其它材料的数据作比较。　该工作中列举了关于锂铝硅酸盐型玻璃陶瓷　（ＯＴＭ～３５７型材料）对侵蚀性介质，诸如盐酸、硫　酸、磷酸、硝酸、苛性钠、苛性钾、煤油及盐浓度　比较来评估材料的抗化学侵蚀性（见表３）。　在该报道中还列举了关于一系列陶瓷材料（表　４）和某些牌号细瓷材料（表５）的制品碎块的抗　维普资讯 http://www.cqvip.com ・５６・　ＲＥＦＲＡＣＴ０ＲＩＥＳ＆ＵＭＥ　Ｆｅｂ．２ｏｏ７　Ｖｏｌ－３２　Ｎｏ．Ｊ　为３８％的海水等侵蚀的抵抗能力的研究结果。鉴　单位面积之比值。　于在文献中尚缺乏关于玻璃陶瓷材料抗化学侵蚀性　方面的资料，因而其应用范围受到限制，因此，研　表２　刚玉陶瓷在酸类及碱类中的抗化学侵蚀性　究锂铝硅酸盐型玻璃陶瓷的抗化学侵蚀性是一项迫　（Ｆｒｉａｌｉｔ　Ｆ－９６材料中ＡＩ２０３含量为９６％；　Ｆｒｉａｌｉｔ　Ｆ－９９．７材料中Ａｌ２０３含量为９９．５％）　切的任务。　在三个方向上研究了玻璃陶瓷对侵蚀性介质　侵蚀的抵抗能力。在第一阶段，按照俄罗斯国家　标准ＦＯＣＴ　１０１３４．２—８２用材料的整体试样测定了　玻璃陶瓷的抗酸侵蚀性，并按照俄罗斯国家的标　准ｒＯＣＴ　１０１３４．３—８２测定了其抗碱侵蚀性。此类　方法的要点是：在沸腾温度下将６个当量的酸溶　液和１个当量的碱溶液对玻璃陶瓷实施作用历时　３ｈ．并测定了在试验之后材料的重量损失与试样　表３　各种粉状材料的抗酸侵蚀性和抗碱侵蚀性　表４　某些陶瓷材料的抗酸侵蚀性和抗碱侵蚀性　表５　氧化铝含量对细瓷泥料抗化学侵蚀性的影响　在进行试验时，使用圆盘形试样舛９．５ｍｍｘ　在第２阶段，在研究工作的这一阶段包括对玻　５ｍｍ和棒状试样７ｍｍｘ７ｍｍｘ６Ｏｍｍ，不仅测定了重　璃球体原料（合成玻璃陶瓷的原料）、再结晶材料　量损失，还可以测定材料的介电性能和强度性能可　的粉料和由玻璃陶瓷制成的试样按照俄罗斯国家标　能下降的状况。试验结果见表６及表７。根据性能　准ｒＯＣＴ　４７１．１—８１（抗酸侵蚀性的测定）及ｒＯＣＴ　下降情况，就抗酸侵蚀性而言，玻璃陶瓷属于３　４７１．２—８１（抗碱侵蚀性的测定）进行了抗化学侵蚀　级；就抗碱侵蚀性而言，它属于２级（见表６）。　性的测定。上述测定方法的要点是：采用浓硫酸　在一系列酸和碱的作用下，玻璃陶瓷的强度性能和　（９８％）及浓度为３５％的氢氧化钠水溶液在沸腾温　介电性能方面未发现有下降的情况（见表７）。　度下对材料实施１ｈ的作用。抗化学侵蚀性的评估　维普资讯 http://www.cqvip.com 第３２卷第ｌ朗　２ＯＤ７年２月　耐火与石灰　・５７・　表６　按照ＦＯＣＴ　１０１３４．２—８２和ＦＯＣＴ　１０１３４．３—８２测定的　玻璃陶瓷在酸类和碱类溶液中的抗化学侵蚀性　表７　化学处理对玻璃陶瓷的强度性能及介电性能的影响　以百分比表示。即材料试验后的重量损失与其试验　对表６及表８的数据进行分析的结果表明，锂　前的重量之比值来表示。玻璃球体原料粉（粒度　铝硅酸盐型玻璃陶瓷具有较高的抗酸侵蚀性，而且　Ｏ．６３～１．００ｒａｍ）、玻璃陶瓷粉（粒度Ｏ．８０￣１．００ｒａｍ）　与试样的沸腾时间及酸的浓度无关。但是，将材料　和圆盘状玻璃陶瓷试样（＠４９．５ｍｍｘ５ｍｍ）的试验　粉碎为细粉时会导致其抗化学侵蚀性指标下降．特　结果见表８。　别是抗碱侵蚀性指标尤甚。这与试剂发生相互作用　的表面积增大有关。玻璃球体原料的抗碱侵蚀性能　表８　玻璃陶瓷在硫酸及氢氧化钠中的抗化学侵蚀性　指标极低，但其抗酸侵蚀性仍保持在较低水平上。　表９　玻璃陶瓷在侵蚀性介质长时闻　作用下的抗化学侵蚀性　表ｌＯ　在侵蚀性介质长时间作用下玻璃陶瓷的强度性能和介电性能　维普资讯 http://www.cqvip.com ５８・　・ＲＥＦＲＡＣＴ０ＲＩＥＳ＆ＬＩＭＥ　Ｖ０１．３２　Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２０ｏ７　含铁工业原料对陶瓷材料粘度的影响　摘要：利用粘度计及高温ｘ射线分析方法对生产陶瓷制品用陶瓷混合物加热至１１５０℃后进行研究结果表明，在　含有２０％黄铁矿渣的混合物中高温矿物形成过程进行得较为强烈。　关键词：陶瓷；黄铁矿渣；粘度；锆英石钛铁矿　中图分类号：ＴＱＩ７４．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—７７９２（２００７）０１－００５８－－－０３　许多种陶瓷在烧结时均有液相参与，其性能在　诸多方面取决于材料组织结构形成的过程。提高液　相对难熔结晶组份的反应能力，可使烧结过程得到　强化，从而降低燃料消耗。向陶瓷泥料的配料中加　这样．当液相达到最佳含量时可使坯体致密化　并提高其强度，而且对被烧结材料的组织结构缺陷　均有影响，以及积极参与陶瓷相形成的重要过程。　据报道，锆英石钛铁矿重选尾矿中的粘土是生　产陶瓷材料用有效的工业原料。　锆英石钛铁矿重选尾矿中的粘土系通过粉碎及　入含铁加入剂，可以降低液相的生成温度和增大其　侵蚀性。该加入剂可使熔体中的石英强烈溶解，并　提高其机械强度。氧化铁显著地影响着玻璃相组织　结构的形成，并可使液相生成的温度降低５Ｏ～　７Ｏｃ【＝。　筛分制成矿浆，水分为３７％～４５％。上述尾矿中的　粘土系为难熔粘土，但具有较为复杂的矿物组成，　与传统的难熔粘土不同，它含有多达１０种矿物，　而且氧化铁含量偏高（Ｆｅ　Ｏ　＞５％），见表１。　与传统的粘土不同，锆英石钛铁矿重选尾矿中　的粘土的特点是成分均匀，因为是采用湿法重选后　制取的。众所周知，高岭土系采用湿法重选及干法　选矿制取的，此时前一种方法最有效。此外，锆英　石钛铁矿的开采不需要预先进行剥离工作和进行中　当熔体的润湿性能良好时。液体有可能进入毛　细管中。由于在各式各样相的接触部位形成薄膜，　该液体可以起到胶结粘合作用，当存在大量熔体且　其粘度较大时，由于气孔固着，气体被俘获，从而　促使多孔结构的形成。液相使难熔化合物相溶解或　者使其分解，这将影响其性能。　表１　各组分的化学成分　将取得的结果与其它陶瓷材料的抗化学侵蚀性　数据做比较之后，应当指出，同时兼有良好的抗酸　类溶液侵蚀性和抗碱类溶液侵蚀性的材料是不存在　的。取得的玻璃陶瓷的抗化学侵蚀性的结果可与碳　及煤油中放置２６５０ｈ。在海水中放置５８００ｈ。试验　完成后，测定了材料的抗化学侵蚀性、抗折强度及　介电性能。表９和表１Ｏ中列出的结果，一方面肯　定了锂铝硅酸盐型玻璃陶瓷具有较高的抗化学侵蚀　性的结论，另一方面也说明此类材料在与侵蚀性介　质接触时有可能长时间地使用。　卢树忠　编译自（Ｏｒｎｅｙｎｏｐｍ　Ｈ　Ｔｅｘ删ｌＩｅｃｌｃａ丑　ｘｅｐａＭｌ－，ｇａ）。２００６。№１：２１－２４　李连洲　校　收稿日期：２００６一ｌｌ一２８　化硅及氮化硅材料的抗侵蚀性的绝对值媲美，并与　多晶刚玉及烧结氧化铝的抗侵蚀性接近，而这两种　材料被认为是抗化学侵蚀性优异的材料。　在第３阶段。研究了玻璃陶瓷在受到酸溶液、　煤油及海水长时间作用后的抗侵蚀性。此时试样制　成棒状（７ｍｍｘ７ｍｍｘ６０ｍｍ）和圆盘状（　４９．５ｍｍｘ　５ｍｍ），放入侵蚀性介质中，并于室温下在酸溶液