【摘要】：針對熔融硅磚在安裝完成后的服役行為尚不清楚這一現(xiàn)狀,本文將商用熔融硅磚加熱到1400℃后分別保溫0h,0.5h,2h,5h,10h,25h,最終得到了結(jié)晶程度不同的熔融硅磚。結(jié)合熔融石英的析晶機理,系統(tǒng)的研究了熔融硅磚在服役期間其組成和結(jié)構(gòu)演變與其斷裂失效行為的相關(guān)性,研究結(jié)果表明:(1)熔融硅磚在熱處理后最主要的變化為熔融石英的析晶和相變,由于熔融硅磚中缺乏礦化劑的存在,其析晶和相變產(chǎn)物主要為方石英,且方石英的含量隨著保溫時間的增加而增加,保溫25h的試樣中方石英含量達到80%。同時由于熔融硅磚中少量雜質(zhì)的存在,可以充當?shù)V化劑的作用促使微量鱗石英的產(chǎn)生,熱處理后同時也有微量的鱗石英相出現(xiàn)。但是由于其生成量極小,且隨著保溫時間的增加含量沒有明顯的變化,故它對熔融硅磚性能的影響可以忽略。(2)熔融硅磚中方石英的生成是由基質(zhì)再到顆粒,熔融石英顆粒的方石英化是由顆粒表面向顆粒中心發(fā)展。熔融石英的析晶對熔融硅磚的顯微結(jié)構(gòu)有著相當大的影響,方石英的析出使熔融硅磚中出現(xiàn)了大量的細微裂紋,且相當大一部分位于顆粒表面與基質(zhì)的交界處。在顆粒表面的裂紋在試樣受力發(fā)生斷裂行為時,促使了更多的沿晶斷裂,同時降低了材料的強度和脆性。(3)對熔融硅磚的熱處理過程中,除了熔融石英的析晶和相變,熔融硅磚的進一步燒結(jié)作用對其理化性能的變化有著較大的影響。顆粒與基質(zhì)更為緊密的結(jié)合降低了熔融硅磚的氣孔率,同時在一定程度上增加了其機械強度。(4)熔融硅磚的力學(xué)強度變化伴隨著其脆性的變化,且其脆性變化與其強度變化趨勢呈正相關(guān)。且對于相同的試樣在不同試驗中,熔融硅磚的脆性變化趨勢不同,因為測試過程中試樣的尺寸差異較大,導(dǎo)致熔融硅磚在熱處理后的組成和結(jié)構(gòu)的變化對試驗結(jié)果有著不同程度的影響。(5)熔融硅磚的熱處理溫度高于1200℃時,熔融硅磚會發(fā)生析晶現(xiàn)象從而導(dǎo)致其強度的下降。
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ520.5;TQ175.1

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