镁铝尖晶石最常见的两种合成制备方法

原标题：镁铝尖晶石最常见的两种合成制备方法

目前，尚未发现可以直接应用与高温行业耐火材料生产的天然尖晶石资源，所用尖晶石原料主要通过人工合成制备。尖晶石的合成制备的主要工艺方法包括固相烧结法、熔融法、高温雾化法、干燥冲洗法、共沉淀法等。大规模生产耐火材料用尖晶石原料的两个主要途径是烧结和电熔，制备工艺都已经比较成熟。两种放法制备的尖晶石原料因工艺因素影响，在制得尖晶石的晶粒尺寸、强度、蠕变、气孔率等方面均有差异。

1、烧结法

镁铝尖晶石烧结法是在一定的反应温度下，采用工业氧化铝或优质铝矾土、轻烧氧化镁高温煅烧生成镁铝尖晶石的工艺过程。烧结镁铝尖晶石具有体积密度大、热膨胀系数小、热稳定性好、气孔率低、耐高温、抗渣性强等特点。

（烧结镁铝尖晶石）

从动力学上分析，形成固态尖晶石是非常困难的，形成固态尖晶石必须达到一定反应活性，工艺对原料及细度等参数有一定的要求。以工业氧化铝为原料，在700〜900℃温度下尖晶石开始生成，在1200〜1600℃温度下反应进行剧烈。由于烧结生成尖晶石时，能够产生明显的体积膨胀效应，难以实现完全烧结，而且其再结晶能力很差。因此，釆用工业氧化铝为原料制备得到的具有一定强度、致密的尖晶石原料，烧结必须在高于1700℃的温度下进行。由于矾土中杂质(SiO2、TiO2、Fe2O3、碱金属)在烧结时形成玻璃相较多，因此用烧结法制备的矾土基尖晶石与氧化铝基尖晶石相比，矾土基尖晶石没有氧化铝基尖晶石的耐温性能好，而且蠕变速率较高。所以烧结工艺制备的矾土基尖晶石一般用于对抗侵蚀性和高温强度要求不高的条件下。采用烧结法合成尖晶石的具有的优点是：其反应一个连续的陶瓷化过程，该工艺过程窑内温度分布均匀，喂料速度容易控制，烧结生成尖晶石的晶粒尺寸分布在30〜80μm，材料特性均匀且气孔率低，一般在3%以下。

2、电熔法

镁铝尖晶石电熔法是采用高纯轻烧镁粉和优质工业氧化铝粉，在大型电弧炉内经过高温熔融，精炼反应生成镁铝尖晶石的工艺方法。电熔镁铝尖晶石具有体积密度大、色泽好，其热震稳定性好、抗侵蚀能力强。电熔法采用高纯原材料能够控制材料中的杂质含量，MgO+Al2O3的合量可以达到99%以上，通过降低杂质含量能够提高尖晶石的耐高温性能，控制氧化硅含量是一种比较有效的途径。与烧结法不同，电熔法生产尖晶石是一种间歇式的批量生产过程。大的熔融块需要经过很长的时间才能够冷却，在冷却过程中，容易导致晶块微观结构不均匀。内部的尖晶石冷却速度比外部的尖晶石慢，外部晶体发育尺寸比内部的尖晶石小。另一方面，因为杂质熔点低容易集中在熔块中心。因此，必须通过对已电熔合成的尖晶石进行仔细挑选均化才能获得较为匀质的尖晶石原料。

（电熔镁铝尖晶石）

烧结尖晶石晶粒尺寸比较均匀，电熔尖晶石晶粒发育良好。采用同类原料不同工艺制备的尖晶石，电熔尖晶石的抗热震性比烧结尖晶石优良，这与它们各自的结晶状况有关，烧结尖晶石在抗热震前后的颗粒破坏强度比电熔尖晶石大，其强度降低明显。返回搜狐，查看更多

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