活性氧化铝微粉具有晶型稳定、纯度高、活性大和粒度细等特点,被广泛应用于耐火材料和陶瓷领域。氧化铝微粉作为耐火浇注料组成中不可缺少的部分,可以提高浇注料的高温结合强度和抗侵蚀性能。然而,生产原料和工艺的差异导致不同厂家生产的氧化铝微粉的杂质含量、粒度分布和晶粒尺寸等指标存在不稳定性,从而影响浇注料的结构和性能。选择两种商品氧化铝微粉作为对比样品,系统研究了准原晶氧化铝微粉的特性,以及准原晶氧化铝微粉对刚玉浇注料致密度、力学性能和显微结构的影响。
试验结果表明,氧化铝微粉A1颗粒形貌呈现为不规则颗粒状,具有最小的比表面积( 2.48m2·g-1)和松装密度(0.77 g·cm-3) ;氧化铝.微粉A2颗粒形貌为薄片状和细小颗粒状,具有最大的比表面积( 4.64m2·g-1),与氧化铝微粉A1和A2相比,准原晶氧化铝微粉CA5G颗粒均为圆润的球状或椭球形,尺寸分布均匀,粒度较小(d90=2.91μm),且颗粒几乎都是单晶氧化铝晶粒,比表面积和松装密度分别为4.34m2·g-1和0.98g·cm-3。
随着刚玉浇注料中氧化铝微粉CA5G含量的增加( 1%~6%),刚玉浇注料的流动值、常温抗折强度和耐压强度(25、110和1 600℃)均呈现增长趋势。然而,在1100℃热处理后,刚玉浇注料YF6较YF5的抗折强度和耐压强度略微降低。因此,氧化铝微粉CA5G在刚玉浇注料中的推荐加入量为5%~6%。与刚玉浇注料R1和R2相比,经25、110和1600℃热处理试样YF6具有较高的常温抗折强度和耐压强度。较小粒度的氧化铝微粉CA5G能更好的填充刚玉浇注料骨料和细粉间的孔隙,提高浇注料致密度,并且为铝酸钙水泥水化产物提供成核位点,降低水泥水化产物成核所需能量,提高水化速率,从而提高刚玉浇注料在25和110℃的强度。在1 600℃,活性较高的氧化铝微粉CA5G.与铝酸钙水泥反应生成更多的CA6,六方片状CA6交叉分布有利于增强基质间的结合强度,从而提高浇注料的抗折强度和耐压强度。