Ini adalah bagaimana jurutera telah mencapai cara untuk bahan refraktori yang lebih baik.

Bahan mentah untuk bahan refraktori yang digunakan dalam relau atau tanur berbeza-beza. Para saintis dan jurutera sedang meneroka cara untuk meningkatkan kecekapannya, mengurangkan kos dan memanjangkan hayat perkhidmatan mereka.

Kajian telah menunjukkan bahawa kewujudan peratusan kecil fasa cecair berkesan boleh mengurangkan kepekatan tegasan, dan mengelakkan hakisan berlebihan tempatan yang disebabkan oleh kepekatan tegasan mekanikal dan keretakan dan spalling yang disebabkan oleh kepekatan tegasan haba. Mengambil sistem spinel korundum sebagai contoh, jika dibandingkan dengan sistem spinel prasintesis korundum, sistem spinel korundum-in-situ mempunyai prestasi perkhidmatan yang lebih baik. Di satu pihak, spinel in-situ mempunyai tahap serakan yang lebih tinggi dalam matriks, yang membawa kepada rintangan kebolehtelapan sanga yang lebih baik, tetapi yang lebih penting, peratusan tertentu fasa cecair dijana pada suhu tinggi kerana penambahan kecil. jumlah abu silika. Kandungan cecair sistem spinel korundum-in-situ pada suhu tinggi berkait rapat dengan jumlah abu silika. Kajian eksperimen telah menunjukkan bahawa jumlah abu silika yang optimum hendaklah 0.7-0.8wt% daripada jumlah bahan formula. Walau bagaimanapun, pembentukan fasa cecair dalam bahan refraktori dipengaruhi oleh banyak faktor seperti komposisi kekotoran, kandungan dan pengedaran serta perubahan suhu, jadi sukar untuk merealisasikan pembentukan fasa cecair yang boleh dikawal dalam aplikasi.

Peratusan terkawal fasa cecair dihasilkan oleh tindak balas in-situ dengan memasukkan bahan mentah tertentu ke dalam refraktori. Contoh yang berjaya termasuk pengenalan perisai magnesium ke dalam bata magnesia-karbon dan andalusit ke dalam bahan alur besi.

Perisai magnesium ialah sejenis bahan berbilang fasa berliang sintetik. Ciri struktur mikro utama perisai magnesium ialah fasa kalsium aluminat tersebar di antara butiran spinel.

Semasa perkhidmatan, fasa aluminat kalsium dalam perisai magnesium bertindak balas dengan kekotoran seperti SiO2 dalam bata magnesia-karbon untuk membentuk fasa cecair, yang menyebabkan ubah bentuk plastik zarah perisai magnesium dan mengurangkan kepekatan tegasan.

Tambahan pula, fasa cecair menembusi ke dalam matriks di bawah tindakan daya kapilari untuk menutup liang dan melambatkan tindak balas pengoksidaan, sekali gus meningkatkan prestasi perkhidmatan bata magnesia-karbon.

Bagi bata magnesium-karbon yang digunakan untuk membina dinding, penambahan perisai magnesium boleh mengurangkan kadar hakisan dan memanjangkan hayat perkhidmatan. Untuk bata magnesia-karbon garis sanga, penambahan perisai magnesium boleh menggantikan antioksidan logam tanpa menjejaskan prestasi perkhidmatan, walaupun kadar hakisan tidak dapat dikurangkan dengan ketara.

Pengenalan andalusite ke dalam bahan parit besi juga boleh meningkatkan rintangan pengoksidaan.

Mekanismenya ialah: tindak balas mullitisasi andalusit berlaku semasa perkhidmatan, dan fasa cecair yang dihasilkan menembusi ke dalam matriks alur besi di bawah tindakan daya kapilari, dengan itu mengedap stomata.

Tetapi kerana kitaran perkhidmatan bahan parit besi adalah panjang, pengumpulan berterusan fasa cecair akan menjejaskan prestasi anti-hakisan bahan parit besi dalam tempoh kemudian, jadi secara amnya tidak disyorkan untuk menggunakan andalusite dalam parit utama, terutamanya bahan parit besi berhampiran titik jatuh besi.

Bagi kilang, adalah penting untuk menguji bahan baharu dan kaedah pembuatan baharu, terutamanya dalam keadaan semasa apabila bahan mentah semakin meningkat dan orang ramai di seluruh dunia menyokong matlamat sifar karbon dan memperjuangkan perlindungan alam sekitar.