磷酸盐结合的高铝质耐火材料胶凝硬化和增强机制

磷酸盐结合的高铝质耐火材料的硬化机理是磷酸盐胶结剂与物料的化学反应和勤附胶结的结果化学反应是由于生成含水的磷酸二氢铝,磷酸一氢铝以及它们的聚合作用。

胶结剂中的正磷酸和磷酸盐完全中和时则生成不溶于水的磷酸铝,从而材料具有强度。胶结剂中原有的或新生成的不同中和程度的磷酸盐起初在材料中处于胶体状态,而材料颗粒表面上存在一层磷酸盐或正磷酸盐的胶体薄膜,起勃附作用,但强度较低。在干燥过程中,材料受热而失去物理水和部分化学结合水,提高了磷酸盐的浓度。同时,加热过程中磷酸盐与氧化物反应,磷酸二氢铝转化为磷酸一氢铝,这样材料由黏附作用转化为化学作用。

加热有助于胶结剂中产生新的化合物,也提高了豁附性能,且胶体状的磷酸盐转变成结晶状的,因此,材料强度得到提高。随着加热温度提高,强度进一步提高,是由于形成AlPO4和Al2O3的链状和环状四面体构成聚合骨架的结果。磷酸盐结合的高铝质耐火材料在中温下(300~1000℃)加热实际上没有强度损失,或损失不大。这是因为化学结合水是逐渐失去的,磷酸盐胶结作用逐渐被陶瓷结合作用所代替的缘故。一些磷酸盐在1000~1200℃由结晶状态转化成液相,在此温度范围内材料存在液相是有利的,它可以加速材料的低温烧结,提高材料的强度。
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