莫來石澆注料是指主要由鋁土礦顆粒、剛玉和莫來石構成的一類耐火材料,其具有優異的抗蠕變性能和抗熱震性能,因此被廣泛用于窯爐內襯方面。其中,鋁土礦顆粒、剛玉通常作為骨料存在于澆注料中,其是澆注料骨架的主要成分,支撐澆注料的整體結構;莫來石通常為柱狀或針狀存在,既可以以基質的形式存在于澆注料中,也可以直接作為骨料引入澆注料中在基質中形成莫來石網狀結構,強化骨料與基質的結合界面。目前,莫來石澆注料中的莫來石來源主要為兩類,第一類為直接合成的莫來石;另一類為其他礦物在熱處理過程中轉化而成的莫來石,代表礦物為紅柱石。

例如,針對莫來石骨料,有研究采用不同粒徑的莫來石作為骨料,探究了硅微粉的含量對莫來石澆注料的影響。研究表明,澆注料的強度隨著硅微粉含量的增加先增大后減小。這是由于適量硅微粉的添加會在澆注料中形成一定的液相,促進澆注料的燒結,促進基質中莫來石的生成,提升了澆注料的強度;過量的硅微粉會使得澆注料出現過燒結,使得澆注料出現大量裂紋,減小其強度。針對莫來石基質,探究了基質中 Al2O3/SiO2之比對高鋁礬土-莫來石澆注料性能的影響。研究發現,在基質中添加不同比例的氧化鋁微粉(α-Al2O3)和氧化硅微粉能夠有效的促進基質中原位莫來石的生成。當 Al2O3/SiO2 比在 2.74 左右時,澆注料的力學性能得到大幅度的提高。由上述研究可知,針對于莫來石澆注料,主要可以通過調節粒度級配、 粒度組成、調節基質和骨料種類等方式來進行性能的改善,通過改變這些方式, 使莫來石澆注料的性能得到了優化。
莫來石是一種優質的耐火材料,它具有均勻的熱膨脹性、極好的熱穩定性、荷重軟化溫度高、高溫蠕變小和抗化學腐蝕性能好等特點。針對于這些特點,做了實驗。探究了澆注料中原位莫來石的生成及孔結構變化對莫來澆注料高溫性能的影響。隨著納米級SiO2微粉含量的增加,澆注料在1500℃ 下熱處理后的致密化程度增加,氣孔孔徑減小,高溫強度增大。這是因為SiO2加入量增加使得澆注料高溫下的液相量逐漸增加,填補了微觀下的孔隙;另一方面, SiO2含量的增加促使了澆注料在高溫下原位莫來石的生成,并且隨著SiO2含量的增加,柱狀莫來石的發育狀況明顯改善,提高了澆注料的高溫強度。







