剛玉-莫來石澆注料通常由骨料和基質組成。通常認為粒度≥0.088 mm的顆粒為骨料,骨料的占比一般為50~75 %。骨料作為澆注料骨架的主要構成部分,不同的骨料有不同的燒結性,在高溫下澆注料的物理性能和力學性能表現出較大的差異;另外,基質填充于骨料之間的空隙中,能夠提升澆注料的致密性,并且促進澆注料的燒結;結合劑主要強化骨料與基質間的結合,整體提升澆注料的力學性能。
各類窯爐在使用過程中溫度始終在不斷變化,從而需要窯爐材料能夠克服溫度變化下所產生的熱應力。目前人們主要通過調控澆注料中的孔徑分布和生成微裂紋等方法來提高澆注料的抗熱震性能。為了進一步分析骨料對剛玉-莫來石澆注料的抗熱震性能的影響,分別選用1-3 mm 的高品位莫來石、低品位莫來石以及紅柱石骨料各兩種制備剛玉-莫來石澆注料,經 1450℃熱處理 3 h 后測試澆注料經不同次數風冷循環(1000℃ -室溫)的抗熱震性能。
各種澆注料在不同熱震次數后的抗折強度如圖1 所示。由圖1可以看出,隨著熱震次數的增加,各澆注料的強度均逐漸降低,并且經過1次循環后澆注料的抗折強度下降最為劇烈。這是因為在首次熱震過程中所產生的熱應力較高,導致澆注料裂紋的生成及快速擴展,使澆注料的抗折強度急劇下降。在第3次和5次循環后各澆注料的抗折強度的減小均逐漸趨于平緩。此時,澆注料中的裂紋呈準靜態擴展狀態,裂紋的擴展速率較慢,使熱震后的澆注料抗折強度下降較為平緩。在第10次循環后各試樣的抗折強度再次下降較為劇烈。此時,由于熱震次數累積,導致澆注料中的裂紋擴展尺寸較大,使得澆注料的抗折強度再次出現驟降現象。

其中,添加焦寶石骨料的澆注料熱震后的抗折強度最高;添加高品位莫來石骨料的澆注料抗折強度略低;添加紅柱石骨料的澆注料熱震后抗折強度較低;添加 Molochite 骨料的澆注料抗折強度最低。由于紅柱石骨料熱膨脹系數的各向異性會促使澆注料中原有裂紋的擴展,使得該類澆注料對熱應力的抵抗能力較差,熱震后的抗折強度較低。高品位莫來石骨料的Al2O3含量較高玻璃相較少,使得澆注料的脆性降低,并且莫來石骨料的自身的熱穩定性較好,導致該類澆注料熱震后的抗折強度較為優異。添加 Molochite 骨料的澆注料熱震后的抗折強度最低,這可能由于 Molochite 骨料本身的雜質含量較高,澆注料熱處理后本身的致密化程度較高,在熱應力作用下內部應力過大,導致其抗折強度最低








