電熔锆剛玉磚的(de)顯微特征及形成原因分(fēn)析

電熔锆剛玉磚熔體鑄入模中後須經過保溫退火（即熱(rè)處理(lǐ)），使熔體緩慢(màn)結晶。由于模壁區(qū)和(hé)中心部位冷(lěng)卻速度不一，模壁表層冷(lěng)卻速度較快(kuài)，會先冷(lěng)卻形成均勻的(de)細晶結構，稱爲緻密層。緻密層的(de)化(huà)學成分(fēn)基本上代表原始設計的(de)化(huà)學組成，并以（C+Z）爲主晶相；沿模壁移向中心冷(lěng)卻速度逐步減慢(màn)，形成所謂緩冷(lěng)區(qū)域，先是熔體中斜锆石以初晶形式析出因重力作用(yòng)而沉降富集，形成特征的(de)富锆層；最後熔體的(de)殘餘液相比較集中，析出尺度較大(dà)、層疊定向的(de)（C十Z）共晶體，結果構成縮孔區(qū)。這(zhè)樣，沿著(zhe)凝固溫度梯度方向各層的(de)化(huà)學組成和(hé)相組成都不相同，産生主晶相的(de)偏析現象。ZrO₂含量愈高(gāo)或尺寸愈大(dà)的(de)電熔锆剛玉磚，這(zhè)種偏析現象就愈顯著。

電熔锆剛玉磚的(de)主要組成相爲剛玉、斜锆石和(hé)玻璃相。在正常情況下(xià)剛玉和(hé)斜锆石多(duō)以共晶體形式存在。這(zhè)種組合相對(duì)制品結構的(de)穩定性有較大(dà)的(de)貢獻，有些制品中尚可(kě)出現莫來(lái)石，莫來(lái)石的(de)存在對(duì)磚體性能有不太好的(de)影(yǐng)響，因爲在ZrO₂結晶晶界處生成莫來(lái)石結晶時(shí)，基質玻璃相就不能充分(fēn)吸收伴随生産中冷(lěng)卻熔鑄塊時(shí)的(de)結晶相轉變而引起的(de)體積膨脹，所以易産生龜裂。反之，如果在晶界處不生成莫來(lái)石結晶，晶界的(de)基質玻璃相能充分(fēn)吸收體積變化(huà)能起到防止龜裂的(de)效果。

現已推測出，生成這(zhè)種莫來(lái)石結晶，是否影(yǐng)響晶界基質玻璃相作用(yòng)的(de)臨界值爲Al₂O₃=SiO₂左右。另外，不加入磷酸鈉時(shí)，在Al₂O₃/SiO₂＝1比值遠(yuǎn)比l低，即比值在0.5~0.6左右産生龜裂。由此可(kě)推斷出磷會增加Al₂O₃在玻璃中的(de)溶解度，具有控制莫來(lái)石生成的(de)作用(yòng)。

不同廠家生産的(de)電熔锆剛玉磚盡管化(huà)學組成相近，但其顯微結構卻相差甚遠(yuǎn)。電熔锆剛玉磚的(de)顯微結構不同與冷(lěng)凝退火速度是有關的(de)，因爲較慢(màn)的(de)冷(lěng)凝退火速度會造成該類耐火材料中的(de)礦物(wù)出現區(qū)域性富集或相分(fēn)離，剛玉—剛玉斜锆石共析體少；因此，适當提高(gāo)冷(lěng)凝退火速度是獲得(de)主要成分(fēn)分(fēn)布均勻。晶體尺寸合理(lǐ)性能優良的(de)電熔锆剛玉磚的(de)關鍵之一。

電熔锆剛玉磚中是抗侵蝕性最強的(de)氧化(huà)物(wù)其熔解确定了(le)侵蝕速率；玻璃相和(hé)剛玉首先被瀝濾掉，在材料和(hé)玻璃界面處留下(xià)了(le)一層高(gāo)含量的(de)ZrO₂。ZrO₂含最增加相應提高(gāo)電熔锆剛玉磚的(de)抗侵蝕性能。但這(zhè)種提高(gāo)并非與ZrO₂含量成正比。例如，當ZrO₂含量超過50%時(shí)，不會提高(gāo)它對(duì)鈉鈣玻璃的(de)耐蝕性，因爲剛玉和(hé)ZrO₂的(de)不同熔解度已達到最佳狀态。電熔锆剛玉磚中适量玻璃相的(de)存在。可(kě)以減緩ZrO₂相變所伴随的(de)體 積變化(huà)而提高(gāo)抗熱(rè)震能力。盡管如此，仍必須精心地加熱(rè)和(hé)冷(lěng)卻以防電熔锆剛玉磚體開裂，尤其是ZrO₂含量高(gāo)的(de)制品。