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0 总论1

0．1 显微结构基础理论著作简介1

0．1．1 教材1

0．1．2 专著2

0．1．3 研究方法3

0．2 显微结构研究的进展4

0．2．1 透射光显微学阶段4

0．2．2 透射光-反射光结合的研究阶段5

0．2．3 光学-电子显微术的综合研究阶段5

0．3 显微结构的定义和分析方法7

0．3．1 显微结构的定义8

0．3．2 显微结构的图像研究方法9

0．3．2．1 形貌分析10

0．3．2．2 显微结构参数13

0．4 显微结构与相图14

0．5．1 图像法分析结果的表述16

0．5 注意显微结构分析的主观因素16

0．5．2 整体结构和微区结构的表述17

0．5．3 图像是数据17

参考文献17

1 SiO2系耐火材料21

1．1 SiO2系相关系21

1．2 鳞石英的形成机理22

1．2．1 固相反应发生的转变22

1．3 αˉ方石英的结晶形貌23

1．2．2 从液相析出鳞石英的过程23

1．3．1 固相再结晶的方石英形貌24

1．3．2 自液相析晶的方石英形貌24

1．4 玻璃质分相现象25

1．4．1 分相的形貌25

1．4．2 分相的组成26

1．4．3 分相的反射率测定26

1．4．4 分相的ED分析26

1．5．1 结晶相的形貌特征27

1．5 硅砖的显微结构27

1．5．2 玻璃相的化学组成29

1．6 硅砖的熔蚀反应30

1．6．1 玻璃熔窑碹顶30

1．6．2 硅质火泥的高温反应33

1．6．3 焦炉炭化室33

1．6．4 隧道窑衬砖35

参考文献36

2．1．1 αˉAl2O3刚玉38

2 Al2O3(Cr2O3)系耐火材料38

2．1 Al2O3相38

2．1．2 Al2O3过渡相39

2．2 烧结氧化铝的显微结构40

2．2．1 T-氧化铝42

2．2．2 国产烧结氧化铝44

2．2．3 关于烧结氧化铝的台阶生长问题45

2．2．4 烧结氧化铝的沿晶开裂46

2．3．1 致密白刚玉47

2．2．5 αˉAl2O3的定向化显微结构47

2．3 电熔氧化铝的显微结构47

2．3．2 棕刚玉48

2．4 氧化铝制品49

2．4．1 99级氧化铝砖50

2．4．2 再结合刚玉砖51

2．4．3 氧化铝辊棒的显微结构52

2．4．3．1 刚玉-莫来石-玻璃相组合53

2．4．3．2 刚玉-莫来石-ZrO2-玻璃相组合54

2．4．4 多孔型制品54

2．4．4．1 添加烧掉物型54

2．4．4．2 间断粒级型55

2．4．5 αˉAl2O3基散状料55

2．5 Al2O3-Cr2O3系固溶体及其制品55

2．5．1 Al2O3-Cr2O3系固溶体56

2．5．2 铬铝制品58

2．5．2．1 烧结型制品59

2．5．3 铝铬渣60

2．5．2．2 再结合型制品60

参考文献61

3 Al2O3-SiO2系耐火材料64

3．1 Al2O3-SiO2系相平衡64

3．1．1 Al2O3-SiO2系相平衡的研究和分歧64

3．1．2 莫来石的组成和特性66

3．2 Al2O3-SiO2系合成原料及其制品70

3．2．1 合成原料70

3．2．1．1 烧结莫来石70

3．2．1．2 蓝晶石的莫来石化72

3．2．1．3 电熔莫来石73

3．2．2 合成原料制品74

3．2．2．1 莫来石-刚玉系制品75

3．2．2．2 莫来石-堇青石系制品77

3．3 铝土矿制品78

3．3．1 中国铝土矿分类78

3．3．1．1 矿物组成79

3．3．1．3 化学组成81

3．3．1．2 矿石构造81

3．3．2 铝土矿的烧结反应83

3．3．2．1 D-K型铝土矿83

3．3．2．2 D-K-R型铝土矿84

3．3．2．3 煅烧料中的六铝酸钙86

3．3．2．4 D-I型煅烧料的显微结构87

3．3．3 制品的显微结构87

3．4．1．1 研究与使用历史88

3．4 耐火材料与熔渣反应88

3．4．1 电炉顶用耐火材料88

3．4．1．2 炉顶砖的物理化学变化90

3．4．2 盛钢桶用耐火材料93

3．4．2．1 钢包渣的组成93

3．4．2．2 耐火材料的品种94

3．4．2．3 渣蚀反应区的显微结构96

3．4．3．3 炉底102

3．4．3．2 炉腰衬砖102

3．4．3 高炉用耐火材料102

3．4．3．1 炉身衬砖102

3．4．3．4 渣口堵塞物103

3．4．3．5 热风口砖103

3．4．4 玻璃窑用砖104

3．4．4．1 蓄热室格子砖104

3．4．4．2 锡槽底砖的蚀变机理105

参考文献106

4．1．1 矿物原料112

4．1．2 ZrO2的制取方法112

4 ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料112

4．1 ZrO2系材料112

4．1．3 ZrO2相变113

4．1．4 ZrO2的稳定化116

4．1．5 氧碳化锆117

4．2 关于Al2O3-ZrO2-SiO2系相平衡117

4．2．1 Al2O3-ZrO2系共晶组成117

4．2．1．2 共晶组成118

4．2．1．1 熔融材料的显微结构118

4．2．2 ZrO2-莫来石共晶组成119

4．2．2．1 电熔锆莫来石的显微结构120

4．2．2．2 (M+Z)共晶的定向结构120

4．2．2．3 (M+Z)共晶的组成120

4．2．3 Al2O3-ZrO2-SiO2系相图的分歧122

4．2．3．1 Будников相图123

4．2．3．2 Cevales相图123

4．2．3．3 Shindo相图123

4．2．3．4 M．C．Greca相图124

4．2．3．5 P．Doemer等的综合相图125

4．2．4 Z-M-A系相关系实验结果126

4．3 Al2O3-ZrO2-SiO2系固相反应128

4．3．1 氧化物组合128

4．3．1．1 含ZrO230%～35%，A/S1．5～2．0的相关系129

4．3．1．2 ZS-A3S2系相关系130

4．3．2 ZrO2-莫来石固相反应132

4．3．3 ZrO2-Al2O3互扩散对132

4．3．4．2 相界结合状态133

4．3．4 Al2O3-ZrO2烧结材料133

4．3．4．1 单晶ZrO2的相变133

4．4 熔融AZS材料134

4．4．1 电熔原料134

4．4．2 熔铸制品135

4．4．2．1 化学相组成136

4．4．2．2 液相渗出反应138

4．4．2．3 包晶反应140

4．4．2．4 ZrO2的相变温度141

4．5．1 反应烧结型AZS制品142

4．5 烧结AZS制品142

4．5．2 再结合型AZS制品144

4．5．3 含锆英石系列制品145

4．6 AZS制品与玻璃液之间的反应146

4．6．1 熔铸AZS制品的溶蚀146

4．6．2 烧结AZS制品的溶蚀147

参考文献148

5．1．1 方镁石的基本性质153

5 MgO-CaO-FeOn系耐火材料153

5．1 MgO系153

5．1．1．1 方镁石的物理指标154

5．1．1．2 方镁石固溶体155

5．1．2 镁砂的显微结构158

5．1．2．1 烧结镁砂158

5．1．2．2 海水镁砂159

5．1．2．3 含ZrO2镁砂159

5．1．2．4 电熔镁砂160

5．1．3 镁砖的显微结构162

5．1．4 方镁石结晶形态的演变162

5．1．4．1 MgO还原-氧化反应162

5．1．4．2 方镁石的台阶生长163

5．1．4．3 方镁石向热延伸性163

5．2 玻璃熔窑蓄热室用镁砖的侵蚀作用164

5．2．1 格子体用砖164

5．2．2 侵蚀介质165

5．2．3 格子砖蚀变分析166

5．3 MgO-CaO系材料169

5．3．1 烧结白云石169

5．3．2 合成镁钙砂170

5．3．2．1 烧结法合成料170

5．3．2．2 电熔法合成料171

5．4 MgO-CaO-Fe2O3系合成料171

5．4．1 方镁石-方钙石-C2F系材料的显微结构171

5．4．2 C2F的热力学稳定性172

5．4．3 MgO-CaO-Fe2O3系合成料的侵蚀机理174

5．4．3．1 蚀变炉底试样的化学组成174

5．4．3．2 相的化学组成177

5．4．3．3 蚀损机制讨论178

参考文献179

6 MgO-R2O3系耐火材料184

6．1 MgO-Al2O3系材料186

6．1．1 MA的合成187

6．1．2．1 第一代镁铝砖189

6．1．2 镁铝制品的两代工艺189

6．1．2．2 第二代镁铝砖190

6．2 MgO-RR2O4系材料的相互反应190

6．2．1 铬矿的脱溶190

6．2．2 方镁石-铬矿互扩散193

6．2．3 方镁石-铬矿熔融态显微结构195

6．3．1．1 镁砂-铬矿型制品196

6．3．1 镁铬制品的工艺分类及其显微结构196

6．3 镁铬耐火材料的显微结构196

6．2．4 共同烧结料196

6．3．1．2 共同烧结和再结合型制品198

6．3．1．3 熔铸镁铬砖199

6．3．2 关于直接结合的评价199

6．3．2．1 显微结构参数——Φ和Νs.s/Ν200

6．3．2．2 关于直接结合率的限定200

6．3．3 二次尖晶石化201

6．3．3．1 二次尖晶石的类型202

6．4．1 水泥回转窑衬砖的侵蚀作用203

6．3．3．2 促进二次尖晶石化的途径203

6．4 镁铬系耐火材料渣蚀反应203

6．4．1．1 窑皮的组成和结构204

6．4．1．2 K、S富集区的新生相205

6．4．1．3 富Cl区的新生相206

6．4．1．4 镁铬砖侵蚀机制206

6．4．2 玻璃熔窑蓄热室镁铬砖的侵蚀作用208

6．4．3 AOD炉镁铬砖侵蚀反应210

6．4．3．1 冶炼作业特点210

6．4．3．2 衬砖的侵蚀作用211

6．4．4 LF和RH精炼炉213

6．4．5 熔铜转炉衬的蚀损机制213

6．4．5．1 炉渣的组成213

6．4．5．2 渣-砖反应带214

6．4．5．3 蚀损机理分析215

6．5 镁铬系材料中的6价铬问题215

参考文献217

7．1．1 发展与现状224

7 Mgo-Al2O3-ZrO2-C系耐火制品224

7．1 MgO-C系耐火制品224

7．1．2 MgO-C砖的显微结构227

7．1．2．1 国产制品227

7．1．2．2 国外制品228

7．1．3 耐火材料性能评价228

7．1．4 电炉MgO-C砖的渣蚀反应231

7．1．4．1 电炉结构231

7．1．4．2 炉壁砖的侵蚀作用231

7．1．5 转炉溅渣炉衬239

7．1．5．1 终渣的化学-相组成240

7．1．5．2 MsO-C砖残砖240

7．1．5．3 MsO-C衬砖蚀损机制242

7．1．6 转炉MgO－(CaO)-C衬砖中形成“MgO致密层”辨析243

7．1．6．1 用后残砖的显微结构剖析243

7．1．6．2 实验室试验244

7．1．6．3 热力学和相平衡分析245

7．1．7 MA形成机理探讨246

7．2 Al2O3-ZrO2-SiO2-C系材料247

7．2．1 氧化铝-莫来石-石墨(A-M-C)系248

7．2．2 A-(M+Z)-C系滑板248

7．2．3 A-(C+Z)-C系滑板249

7．2．4 滑板的蚀损机理250

7．2．4．1 FeO带250

7．2．4．3 原砖层251

参考文献251

7．2．4．2 脱碳带251

8 SiAlON结合耐火材料255

8．1 关于Si3N4和SiAlON的基础研究255

8．1．1 Si3N4的性质及其固溶体255

8．1．2 SiAlON相的基本类型258

8．1．2．1 Si3N4-AlN-Al2O3-SiO2四元“状态图”258

8．1．2．2 SiAlON系棱柱体“状态图”260

8．1．2．3 SiAlON的分类263

8．3 SiAlON的氧化行为264

8．2 高岭石作SiAlON原料264

8．4 SiAlON结合耐火材料的显微结构265

8．4．1 SiAlON的鉴定265

8．4．2 SiC-SiAlON-Si3O4系制品的显微结构267

8．4．2．1 SiC晶体构造简介267

8．4．2．2 SiC的合成267

8．4．2．3 SiC-SiAlON系制品的显微结构267

8．4．2．4 SiC-Si3N4系制品的显微结构268

8．4．3 SiAlON-刚玉系制品的显微结构269

8．4．4 Al2O3-C-SiAlON系制品的显微结构270

8．5 AlON系相平衡和显微结构271

8．5．1 相关系和固溶组成271

8．5．2 AlON的形成机制272

8．5．3 AlON的基本性质273

8．5．4 Mg-AlON材料的显微结构274

参考文献276

附图279