答:石英、鳞石英和方石英三种变体的高低温型转变中,方石英∆V变化最大,石英次之,而鳞石英最小。如果制品中方石英含量大,则在冷却到低温时,由于α -方石英转变成β -方石英有较大的体积收缩而难以获得致密的硅砖制品。硅砖的生产要求鳞石英含量越多越好,而方石英越少越好。
采取的措施有:
(1)在870℃适当保温,促使鳞石英生成;
(2)在1200~1350℃小心加快升温速度避免生成α- 方石英;
(3)在配方中适当加入Fe2O3、MnO2、CaO或Ca(OH)2 等矿化剂,以保证充分鳞石英化。(4)烧成之后降温可以加快,使其按α-鳞石英→β-鳞石英→γ-鳞石英变化。
(5)在使用时,烤窑过程中应在120℃、163℃、230℃、573℃均有所注意,要缓慢进行。在573℃以后可加快升温速度。
(6)该种材料在870~1470℃温度范围内使用较为适宜。
2. 硅酸盐水泥熟料中主要有哪些成分,生产工艺中要注意哪些问题,为什么?
答:硅酸二钙(2CaO·SiO2,缩写为C2S)是硅酸盐水泥熟料中重要的矿物组成之一,其多晶转变对水泥生产具有重要的指导意义。同时在碱性矿渣及石灰质耐火材料中都含有大量的C2S。C2S有α、α’H、α’L、γ和β五种晶型。常温下的稳定相是γ-C2S,介稳相是β-C2S 。
在生产中应用:
β-C2S 具有胶凝性质,是水泥熟料希望的晶型,而γ-C2S没有胶凝性质,β-C2S 转变γ-C2S,时体积膨胀,“水泥熟料的粉化”现象,使水泥质量下降。
在生产中采取的措施:
(1)让熟料急冷;
(2)加入少量的稳定剂(P2O5、Cr2O3、V2O5、BaO、Mn2O3)使与介稳态的β-C2S形成固溶体,使其晶格稳定,并长期保存。
3. 根据相图解释为什么硅砖生产中可掺入少量CaO做矿化剂不会降低硅砖的耐火度,而在硅砖中却要严格防止混入Al2O3,否则会使硅砖耐火度大大下降。
答:(1)SiO2-Al2O3,SiO2熔点为1723 ℃,SiO2液相很陡,加入少量的Al2O3后,SiO2的熔点剧烈下降,如果混入1%Al2O3的话,从相图中可以计算得到液相量为1/5.5=18.2%,液
相量增加很多会导致硅砖耐火度大大下降。(SiO 2-Al 2O 3低共熔点距SiO 2较近,系统的总杆长较短,加入少量Al 2O 3则系统加热到低共熔点温度时便产生大量液相,而使硅砖耐火度大大下降); (2)SiO 2-CaO ,系统中存在2L 区,低共熔点位置偏向CS 一侧,距SiO 2较远,系统的总杆长较长,相对液相臂较短,加热到低共熔温度时液相量增加不多,不会降低硅砖的耐火度,故可加少量CaO 作矿化剂。电磁搅拌
4. 请写出图A-B 二元系统相图中组成分别为1、2、3、4、5熔体的析晶过程相平衡表示式。
答:
熔体1
液:
固:
熔体2
液:
固:
211,0,)L L AmBn F F C E L A AmBn F L →==⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→→=(+消失 (AmBn A AmBn D F G +⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→原始组成)212E(,0,)L L AmBn F F P L AmBn A F L →==⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→→+=消失 AmBn A AmBn R F H +⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→(原始组成)
龙岩在线
熔体3
液:
固:
熔体4
液:
固:
熔体5
液:
固:
后妈的幸福生活5. 将煅烧过的高岭石(偏高岭石),组成为Al 2O 3·2SiO 2,再加热到稍高于(二元)低共熔温度,约生成多少熔体和多少莫来石?
成都胡玲门213(,0,B )L L B F F I P L B AmBn F →==⎯⎯→⎯⎯⎯→→=+消失1(,0,)L AmBn F E L AmBn A F L →=⎯⎯⎯⎯→→+=消失 (B B AmBn AmBn A AmBn J K R F M ++⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→原始组成)B 214(,0,B )L L F F S P L B AmBn F L →==⎯⎯→⎯⎯⎯→→=+、同时消失 (B B AmBn T K R +⎯
⎯→⎯⎯⎯⎯→原始组成)115(,0,)L L B F F N P L B AmBn F L →==⎯⎯→⎯⎯⎯→+→=消失 (B B AmBn O K Q +⎯⎯→⎯⎯⎯⎯→原始组成) 5.5 45.9 72
解:
偏高岭石(煅烧高岭)组成为Al 2O 3·2SiO 2(M 点) Al 2O 3%=45.9wt% SiO 2=54.1wt %,加热到低共熔点温度E1时,有
6.试解释粘土结构水和结合水(牢固结合水、松结合水)、自由水的区别,分析后两种水在胶团中的作用范围及其对工艺性能的影响。 解: (1)粘土结构水是以 OH-离子形式存在粘土结构中的水,脱水后粘土的结构被破坏,脱水温度400--600℃;
中国威胁论(2)由于粘土颗粒一般带负电,又因水是极性分子,当粘土颗粒分散于水中时,在粘土表面负电场的作用下,水分子以一定取向分布在粘土颗粒周围以氢键与其表面上的氧和氢氧基结合,负电端向外。在第一层水分子的外围形成一个负电表面,因而又吸引第二层水分子。负电场对水分子的引力作用,随着离开粘土表面距离的增加而减弱,因此水分子的排列也有定向逐渐过渡到混乱。 ① 靠近内层形成的定向排列的水分子层称为牢固结合水,围绕在粘土颗粒周围,与粘土颗粒形成一个
整体,一起在介质中运动,其厚度约为3-10个水分子厚,密度大 (1.28-1.48) 热点点较低,热容小,介电常数小,也称为非液态吸附水脱去后不会破坏粘土的结构,脱水温度100--200℃;
321MA 7245.9=A S ME 45.9 5.5−=−液相量莫来石相量%25.39%1005.5729.4572=⨯−−%75.60%1005.5725.59.45=⨯−− 则液相量%= 莫来石(A 3S 2)相量%=
②在牢固结合水的外围吸引着一部分定向程度较差的水分子层称为松结合水,<200 Å(约 60 个水分子层),由于离开粘土颗粒表面较远,他们之间的结合力较小,密度大(1.28-1.48) 热点及冰点较低,热容小,介电常数小,也称为非液态吸附水脱去后不会破坏粘土的结构,脱水温度100--200℃;物价指数
(3)在松结合水以外非定向排列的水分子层的水叫自由水,>200 Å(约 60 个水子层)。
在粘土含水量一定的情况下,若结合水减少,则自由水就多,此时粘土胶的体积减小,容易移动,因而泥浆粘度小,流动性好;当结合水量多时,水膜厚,利于粘土胶粒间的滑动,则可塑性好。即结合水/自由水比例小,自由水↑,流动性好。粘土胶粒水膜厚度为 100 Å (30 个水分子层)时,其可塑性最好,达松结合状态。 7.影响粘土可塑性的因素有那些?生产上可以来用什么措施来提高或降低粘土的可塑性以满足成形工艺的需要?
解:当粘土与适当的水混合均匀制成泥团,该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后,可以塑造成任何形状,当去处应力泥团能保持其形状,这种性质称为可塑性。影响可塑性的因素主要有:
(1)矿物组成:蒙脱石>高岭石>伊利石。
(2)颗粒大小及形状:粒径↓,可塑性↑,(但高岭石例外);板状、柱状颗粒,比表面积↑,接触面积↑,毛细管力↑,可塑性↑
(3)电解质:电价↑,半径↑,电位↓,可塑性↑
(4)可塑性:H+>Al3+>Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+
(5)含水量:水膜厚度约为100Å(30 个水分子层)时,可塑性最大,但最大可塑性时的含水量与颗粒所吸附的阳离子和矿物种类有关。如最大可塑性时:
Ca-粘土所需水量>Na-粘土所需水量>蒙脱石所需水量>高岭石所需水量生产上可以增大矿物组分的比表面积来增大毛细管力,从而增大可塑性;也可增大或减小吸附的阳离子的电价,从而改变粘土可塑性;或者将矿物的颗粒减小增大接触点来增大粘土的可塑性;还可以控制含水量,改变矿物水膜的厚度,改变可塑性。