服役条件下熔融硅砖的组成和结构演变与其断裂行为的相关性研究

发布时间：2020-05-31 06:54

【摘要】：针对熔融硅砖在安装完成后的服役行为尚不清楚这一现状,本文将商用熔融硅砖加热到1400℃后分别保温0h,0.5h,2h,5h,10h,25h,最终得到了结晶程度不同的熔融硅砖。结合熔融石英的析晶机理,系统的研究了熔融硅砖在服役期间其组成和结构演变与其断裂失效行为的相关性,研究结果表明:(1)熔融硅砖在热处理后最主要的变化为熔融石英的析晶和相变,由于熔融硅砖中缺乏矿化剂的存在,其析晶和相变产物主要为方石英,且方石英的含量随着保温时间的增加而增加,保温25h的试样中方石英含量达到80%。同时由于熔融硅砖中少量杂质的存在,可以充当矿化剂的作用促使微量鳞石英的产生,热处理后同时也有微量的鳞石英相出现。但是由于其生成量极小,且随着保温时间的增加含量没有明显的变化,故它对熔融硅砖性能的影响可以忽略。(2)熔融硅砖中方石英的生成是由基质再到颗粒,熔融石英颗粒的方石英化是由颗粒表面向颗粒中心发展。熔融石英的析晶对熔融硅砖的显微结构有着相当大的影响,方石英的析出使熔融硅砖中出现了大量的细微裂纹,且相当大一部分位于颗粒表面与基质的交界处。在颗粒表面的裂纹在试样受力发生断裂行为时,促使了更多的沿晶断裂,同时降低了材料的强度和脆性。(3)对熔融硅砖的热处理过程中,除了熔融石英的析晶和相变,熔融硅砖的进一步烧结作用对其理化性能的变化有着较大的影响。颗粒与基质更为紧密的结合降低了熔融硅砖的气孔率,同时在一定程度上增加了其机械强度。(4)熔融硅砖的力学强度变化伴随着其脆性的变化,且其脆性变化与其强度变化趋势呈正相关。且对于相同的试样在不同试验中,熔融硅砖的脆性变化趋势不同,因为测试过程中试样的尺寸差异较大,导致熔融硅砖在热处理后的组成和结构的变化对试验结果有着不同程度的影响。(5)熔融硅砖的热处理温度高于1200℃时,熔融硅砖会发生析晶现象从而导致其强度的下降。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ520.5;TQ175.1

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本文编号：2689472