5种玻璃态的耐火纤维即普通型硅酸铝纤维、标准型硅酸铝纤维、高纯型硅酸铝纤维、高铝型硅酸铝纤维和含锆型硅酸铝纤维,在1100℃加热500h都有不同程度的析晶。这种析晶过程,就是介稳定态的玻璃相物体内部原子进行有序排列,形成内能***小的晶格结构。可以看出,硅酸铝系非晶质耐火纤维无论具体组成如何,在受热过程中都存在着析晶。析晶与加热时间有密切的关系,长时间加热,莫来石开始析晶的温度为900℃ ,短时间加热,莫来石开始析晶的温度接近1200℃。耐火纤维出现方石英的析晶温度:长时间加热析晶温度为
1100℃,短时间加热析晶温度约为1200℃。
耐火纤维在加热过程中析出莫来石晶体后,析晶量随着温度的升高或时间的延长而增加。在析晶过程的同时,先析出细晶粒要逐渐长大,而一些晶粒生长过程也是另一部分晶粒缩小或消灭的过程。其结果是平均晶粒尺寸都增长了。这种晶粒长大并不是小晶粒的相互粘结,而是晶界移动的结果。随着莫来石晶粒的不断长大,纤维的微观***进一步收缩,微观***的收缩在宏观会呈现,耐火纤维杆径出现不均匀的“缩径”,当耐火纤维晶粒相互吞并长到与纤维杆直径相近时,此处出现的缩径足以使纤维断裂即粉化,这个温度就是耐火纤维的使用极限温度。
普通耐火纤维由于杂质含量高及Al2O3含量低等方面的原因,开始析晶时晶粒生长得比较快,它是玻璃态耐火纤维使用温度***低的一种。高纯耐火纤维杂质含量小于l%,析晶温度比普通型耐火纤维析晶温度滞后一些,析出的晶粒长大也比较缓慢,因此,高纯耐火纤维的使用温度比普通硅酸铝纤维要高一些。
高铝耐火纤维在加热过程中析晶温度滞后于高纯耐火纤维,晶粒生长的速度更慢,其长期使用温度稍高于高纯耐火纤维。含锆耐火纤维(或含铬纤维),其显微***中ZrO2弥撒在高纯耐火纤维的基体里,它的主要作用是***耐火纤维在加热过程中析晶和晶粒长大。但在1℃左右ZrO2会逐渐缓慢地烧损或挥发,随着时间的延长,其***作用会越来越小,析晶和晶粒长大也加快,***后使用温度基本与高铝耐火纤维相同。
总之,在连续式的火焰气氛加热炉窑作内衬,国内生产的玻璃态耐火纤维其长期使用温度,也可以说是安全使用温度:普通型耐火纤维约为980℃;标准型耐火纤维约为1000℃;高纯型耐火纤维约为1100℃;高铝型耐火纤维约为1150℃;含锆型耐火纤维约为1250℃;大于1250℃的炉窑可选用多晶莫来石或多晶氧化铝耐火纤维。
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