α-Al2O3微粉对无水泥刚玉尖晶石浇注料性能的影响

微粉也称作细粉，是制备无水泥耐火浇注料的关键材料之一。不同行业对微粉的颗粒尺寸界定不一，耐火材料行业所指的微粉一般是不大于90μm的颗粒。在耐火材料行业中，微粉在不定形耐火材料、低水泥系、高级烧成砖以及耐火浇注料中得到越来越普遍的使用，它的应用能够显著改善浇注料的部分性能。

微粉对不定形耐火材料尤其是耐火浇注料性能的改善和提高有独特的功能，这引起了耐火材料从业者的极大关注。随着工业科学技术的不断发展，对高质量微粉需求不断增加。对传统的不定形耐火材料而言，水泥结合的耐火浇注料具有结构比较疏松、气孔率比较高、强度较低等方面的缺点，这些缺点都促使耐火材料从业者必须研发新型耐火浇注料。而微粉的应用大大的推动了耐火浇注料的进步，尤其是对降低水泥用量的耐火浇注料而言，因而微粉在耐火材料中具有十分广阔的应用前景。微粉的应用技术是制备低、超低及无水泥系列浇注料的核心技术之一，其还能够与高效外加剂结合起来使用，所得效果更佳。

微粉在耐火浇注料中的应用越来越普遍，其作用机理十分的复杂，但润滑和填充两种机理最为基本。微粉对耐火材料性能的影响较大，其是制备低、超低及无水泥耐火浇注料的关键影响因素，微粉的选择及加入最直接决定浇注料的使用效果。

目前使用较为广泛的微粉有：α-Al2O3微粉和硅微粉，其次是棕刚玉粉、白刚玉粉和高铝粉等。一定量的微粉添加到耐火浇注料试样中，能够影响和改变耐火材料的很多性能，例如对耐火浇注料强度所带来的影响由于微粉的加入会对耐火材料带来很大的变化，所以微粉逐渐成为行业研究的重要方向之一。

α-Al2O3微粉主要是以工业用Al2O3为主煅烧后制成的其具有纯度高、高温下易于烧结、分布均匀、颗粒细小且体积效应小等显著特点，它属于高温型的氧化铝粉。

在耐火浇注料中添加一定量α-Al2O3微粉，一方面，α-Al2O3微粉的加入可以起到填充材料的作用，从而减少浇注料中的加水量和气孔率，增加其体积密度，使其内部的结构缺陷减少，进而改善其强度及抗渣能力，提高浇注料试样的使用性能;另一方面，可以在高温下发生莫来石化及陶瓷化反应，从而提髙浇注料的耐火度。但是，当α-Al2O3微粉加入景过多时，因为α-Al2O3微粉的吸附能力比较强，使材料中的颗粒吸附在一起、内黏滞阻力大，从而影响颗粒运动，进而影响浇注料的流动性和施工性。

氧化铝微粉因原料和生产条件不同，因此形成多种中间体。除α-Al2O3微粉和β-Al2O3微粉以外，常见的氧化铝同质变态还有γ、δ、χ、κ、η和θ等，此外还有无定型氣化铝。不定形耐火材料在实际应用中，应用最多应属α-Al2O3微粉，它不仅具有硬度高，还具有无粘结性、高熔点(2045℃)等优点，主要作耐火粉料或者超微粉而使用。而β-Al2O3微粉因其具有一定的水化能力，即β-Al2O3+2H2O=Al(OH)3+AIOOH,高温下还可转化为α-Al2O3微粉，因此近年来耐火浇注料也有用β-Al2O3微粉作结合剂的。AlOOH(勃姆石溶胶)与Al(OH)3(三羟铝石)是β-Al2O3水化反应后生成的两种产物，它们在浇注料中具有硬化及胶结的作用。因此，β-Al2O3微粉在一定程度上也可以作为耐火材料的结合剂使用。

李晓明等对氧化铝部分形态的水化反应进行了热力学计算，所得结果见表1。

表1 298K时有关化合物的△G(kJ/mol)

从表1可知，几种形态氧化铝的△G全是负值。若能在工艺上采取满足动力学的措施，不同状态的氧化铝在一定条件下都能够变为水化结合的胶结剂因此使用α-Al2O3作为结合剂的耐火浇注料能够把其当做是自结合形的耐火材料，其不仅具有比较好的耐火性能，还能够起结合剂的作用。

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