耐火材料的應(yīng)用

耐火材料廣泛應(yīng)用于冶金、化工、石油、機(jī)械制造、硅酸鹽、動力等工業(yè)領(lǐng)域，是保證上述產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行和技術(shù)發(fā)展必不可少的基本材料，在高溫工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中起著不可替代的重要作用。在鋼鐵工業(yè)中，耐火材料主要應(yīng)用在煉鋼爐、煉鐵爐的內(nèi)襯，承裝和運(yùn)輸金屬及爐渣的鋼包的內(nèi)襯，下道工序加熱鋼坯的爐子內(nèi)襯，以及傳導(dǎo)熱氣的煙道和高爐爐身的內(nèi)襯。

圖1  耐火磚

耐火材料的抗熱震穩(wěn)定性

耐火材料在使用過程中，經(jīng)常會受到環(huán)境溫度的急劇變化作用，導(dǎo)致爐襯耐火材料產(chǎn)生裂紋、剝落甚至損壞。為了評價耐火材料抵抗溫度急劇變化的實(shí)際狀況，在耐火材料檢驗(yàn)中引入了抗熱震性的檢驗(yàn)項(xiàng)目。抗熱震性是指耐火材料抵抗溫度急劇變化而不損壞的能力，是耐火材料力學(xué)性能和熱學(xué)性能在溫度變化條件下的綜合表現(xiàn)。

耐火材料在經(jīng)過抗熱震試驗(yàn)后，首先需要查看試樣面是否碎裂、有無裂紋？如有裂紋，可以通過測量裂紋的長度、寬度、數(shù)量等來評價耐火材料的抗熱震性。

圖2  MgO-SiC-C質(zhì)復(fù)合耐火材料SEM圖及面掃描結(jié)果

本文應(yīng)用賽默飛Apreo 2S掃描電子顯微鏡及牛津能譜對抗熱震試驗(yàn)后的MgO-SiC-C質(zhì)復(fù)合耐火材料進(jìn)行了顯微形貌和成分分析。首先對試樣的形貌進(jìn)行分析，如圖1：MgO以塊體形式存在，塊體大小不一，在表面不均勻分布，SiC和單質(zhì)C在分布MgO塊體周圍。進(jìn)一步對抗熱震試驗(yàn)后試樣表面的裂紋走向進(jìn)行觀察，如圖3所示，可觀察到不同的裂紋擴(kuò)展行為：（a）裂紋貫穿；（b）裂紋分裂；（c）裂紋偏轉(zhuǎn)；（d）裂紋吸收。

圖3  抗熱震試驗(yàn)后MgO-SiC-C質(zhì)復(fù)合耐火材料試樣表面裂紋擴(kuò)展行為

綜合以上檢測結(jié)果，可進(jìn)一步探討MgO-SiC-C質(zhì)復(fù)合耐火材料各相之間的相互作用行為。由此可見，掃描電子顯微鏡是對耐火材料的礦物組成及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析有效的手段，高質(zhì)量的掃描電子顯微鏡是目前耐火材料企業(yè)生產(chǎn)及研發(fā)中檢測、評估及指導(dǎo)生產(chǎn)工藝的必不可少的設(shè)備。

注：本文中所用樣品為遼寧科技大學(xué)提供。

參考文獻(xiàn)：

衛(wèi)迎峰.鎂橄欖石和炭黑為原料合成MgO-Si-C系復(fù)合粉體.

呂治江.高硅菱鎂礦—碳系原料制備MgO-Si-C系復(fù)合耐火材料.