氧化锆耐火材料的几个应用

氧化锆耐火材料的几个典型应用

摘要：介绍了氧化锆耐火材料对氧化锆原料的要求及其一般性能，着重叙述了氧化锆耐火材料的典型应用。

关键词：氧化锆；耐火材料；相变增韧

在钢铁工业迅猛发展和电子元器件性能日益提高的大环境要求下，含氧化锆的耐火材料愈来愈多的得以应用，其中冶金行业的使用量最大，在电子行业的使用最具特点。冶金行业中含氧化锆的耐火材料主要是铸造用锆英砂，稳定氧化锆制品基本用于水口。电子行业使用的氧化锆耐火材料利用了氧化锆材料的化学稳定性和相变增韧机理。

1氧化锆在耐火材料中的作用

氧化锆在耐火材料中的作用有：

(1)良好的化学稳定性，延长Fe等金属离子对耐火材料制品的侵蚀。

(2)改善材质的性能，提高耐火材料制品的热稳定性。

(3)可根据复合项的不同性能，优选生产工艺，提高耐火材料制品的性能和降低生产成本。

(4)复合物的高熔温度，

2耐火材料对氧化锆的要求

在本文中氧化锆耐火材料指以氧化锆为主要成分的制品。目前国内这类耐火材料对氧化锆的要求集中在Zr02一CaO，Zr02一MgO，Zr02一Y203三个系列，其中Zr02一CaO使用量最大。

氧化锆耐火材料制品的质量水平在很大程度上取决于原料，氧化锆原料的化学成分决定了材料可能的晶体结构和制品的化学稳定性，原料的粒度控制基本决定了制品的使用性能，原料的制备工艺决定了原料的晶体结构和杂质含量。

3氧化锆耐火材料的几个典型应用

3．1氧化锆空心球砖

氧化锆空心球砖的生产方法与氧化铝空心球的生产方法原理一样，只是其熔融温度更高，要达到2700℃以上，目前国内广泛采用CaO为稳定剂。

氧化锆空心球制品完全由氧化锆空心球制得，有良好的高温强度和稳定的气孔结构，用于超高温设备中炉盖等部位的绝热材料，例如中频高温炉、炭黑反应炉、钨棒炉、钼炉等。

3．2定径水口

定径水口是钢厂在浇铸方坯时采用滑动水口装置中的水口砖。

滑动水口装置从概念提出到工业化实现用了近80年，这其中最主要的因素是材质不过关，它与塞棒系统比较优势明显。

(1)它装在钢包的外部，装卸方便，浇铸安全，可以实现自动化；

(2)可以提高钢包预热温度，减小钢水温度的降低，并能进行各种精炼处理；

(3)可以精确控制浇铸速度；

(4)加快了钢包的周转速度，减小急冷急热的影响，延长耐火材料寿命。

滑动水口装置中最核心的部件是滑板砖和嵌在其中的水口砖，在装置中一般均有上下滑板砖和上下水口砖，当上下水口砖重合时浇铸开始，上水口砖装在钢包底，它和上滑板砖是不动的，下水口砖和下滑板砖滑动，实现角钢控制。上水口砖长期泡在钢水中，而且相对不宜更换，对制品的要求高，期望寿命长。下水口主要控制浇钢速度和质量，对寿命要求较低，下水口砖寿命可以达到8 h或更长。

3．3承烧板

氧化锆质承烧板在2001年以前主要在MLCC上使用，其后发展到磁性材料上使用。随着磁性材料性能的发展氧化锆质承烧板的水平也在不断提高，同时也对原料厂商提出更高要求，例如杂质的总体含量和某些特定杂质含量的水平控制等。它的使用要求是不与所承烧的制品产生化学反应，可以在室温一1400℃一室温的快速热循环条件下长期使用。

(3)重熔结构的材料整体形貌为不规则晶体结构，树性结构的二硅酸锂和硅酸锌更易成为断裂缘，这也是该材料脆性主要原因。

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