0 总论 1
0．1 显微结构基础理论著作简介 1
0．1．1 教材 1
0．1．2 专著 2
0．1．3 研究方法 3
0．2 显微结构研究的进展 4
0．2．1 透射光显微学阶段 4
0．2．2 透射光-反射光结合的研究阶段 5
0．2．3 光学-电子显微术的综合研究阶段 5
0．3 显微结构的定义和分析方法 7
0．3．1 显微结构的定义 8
0．3．2 显微结构的图像研究方法 9
0．3．2．1 形貌分析 10
0．3．2．2 显微结构参数 13
0．4 显微结构与相图 14
0．5．1 图像法分析结果的表述 16
0．5 注意显微结构分析的主观因素 16
0．5．2 整体结构和微区结构的表述 17
0．5．3 图像是数据 17
参考文献 17
1 SiO2系耐火材料 21
1．1 SiO2系相关系 21
1．2 鳞石英的形成机理 22
1．2．1 固相反应发生的转变 22
1．3 αˉ方石英的结晶形貌 23
1．2．2 从液相析出鳞石英的过程 23
1．3．1 固相再结晶的方石英形貌 24
1．3．2 自液相析晶的方石英形貌 24
1．4 玻璃质分相现象 25
1．4．1 分相的形貌 25
1．4．2 分相的组成 26
1．4．3 分相的反射率测定 26
1．4．4 分相的ED分析 26
1．5．1 结晶相的形貌特征 27
1．5 硅砖的显微结构 27
1．5．2 玻璃相的化学组成 29
1．6 硅砖的熔蚀反应 30
1．6．1 玻璃熔窑碹顶 30
1．6．2 硅质火泥的高温反应 33
1．6．3 焦炉炭化室 33
1．6．4 隧道窑衬砖 35
参考文献 36
2．1．1 αˉAl2O3刚玉 38
2 Al2O3(Cr2O3)系耐火材料 38
2．1 Al2O3相 38
2．1．2 Al2O3过渡相 39
2．2 烧结氧化铝的显微结构 40
2．2．1 T-氧化铝 42
2．2．2 国产烧结氧化铝 44
2．2．3 关于烧结氧化铝的台阶生长问题 45
2．2．4 烧结氧化铝的沿晶开裂 46
2．3．1 致密白刚玉 47
2．2．5 αˉAl2O3的定向化显微结构 47
2．3 电熔氧化铝的显微结构 47
2．3．2 棕刚玉 48
2．4 氧化铝制品 49
2．4．1 99级氧化铝砖 50
2．4．2 再结合刚玉砖 51
2．4．3 氧化铝辊棒的显微结构 52
2．4．3．1 刚玉-莫来石-玻璃相组合 53
2．4．3．2 刚玉-莫来石-ZrO2-玻璃相组合 54
2．4．4 多孔型制品 54
2．4．4．1 添加烧掉物型 54
2．4．4．2 间断粒级型 55
2．4．5 αˉAl2O3基散状料 55
2．5 Al2O3-Cr2O3系固溶体及其制品 55
2．5．1 Al2O3-Cr2O3系固溶体 56
2．5．2 铬铝制品 58
2．5．2．1 烧结型制品 59
2．5．3 铝铬渣 60
2．5．2．2 再结合型制品 60
参考文献 61
3 Al2O3-SiO2系耐火材料 64
3．1 Al2O3-SiO2系相平衡 64
3．1．1 Al2O3-SiO2系相平衡的研究和分歧 64
3．1．2 莫来石的组成和特性 66
3．2 Al2O3-SiO2系合成原料及其制品 70
3．2．1 合成原料 70
3．2．1．1 烧结莫来石 70
3．2．1．2 蓝晶石的莫来石化 72
3．2．1．3 电熔莫来石 73
3．2．2 合成原料制品 74
3．2．2．1 莫来石-刚玉系制品 75
3．2．2．2 莫来石-堇青石系制品 77
3．3 铝土矿制品 78
3．3．1 中国铝土矿分类 78
3．3．1．1 矿物组成 79
3．3．1．3 化学组成 81
3．3．1．2 矿石构造 81
3．3．2 铝土矿的烧结反应 83
3．3．2．1 D-K型铝土矿 83
3．3．2．2 D-K-R型铝土矿 84
3．3．2．3 煅烧料中的六铝酸钙 86
3．3．2．4 D-I型煅烧料的显微结构 87
3．3．3 制品的显微结构 87
3．4．1．1 研究与使用历史 88
3．4 耐火材料与熔渣反应 88
3．4．1 电炉顶用耐火材料 88
3．4．1．2 炉顶砖的物理化学变化 90
3．4．2 盛钢桶用耐火材料 93
3．4．2．1 钢包渣的组成 93
3．4．2．2 耐火材料的品种 94
3．4．2．3 渣蚀反应区的显微结构 96
3．4．3．3 炉底 102
3．4．3．2 炉腰衬砖 102
3．4．3 高炉用耐火材料 102
3．4．3．1 炉身衬砖 102
3．4．3．4 渣口堵塞物 103
3．4．3．5 热风口砖 103
3．4．4 玻璃窑用砖 104
3．4．4．1 蓄热室格子砖 104
3．4．4．2 锡槽底砖的蚀变机理 105
参考文献 106
4．1．1 矿物原料 112
4．1．2 ZrO2的制取方法 112
4 ZrO2-Al2O3-SiO2系耐火材料 112
4．1 ZrO2系材料 112
4．1．3 ZrO2相变 113
4．1．4 ZrO2的稳定化 116
4．1．5 氧碳化锆 117
4．2 关于Al2O3-ZrO2-SiO2系相平衡 117
4．2．1 Al2O3-ZrO2系共晶组成 117
4．2．1．2 共晶组成 118
4．2．1．1 熔融材料的显微结构 118
4．2．2 ZrO2-莫来石共晶组成 119
4．2．2．1 电熔锆莫来石的显微结构 120
4．2．2．2 (M+Z)共晶的定向结构 120
4．2．2．3 (M+Z)共晶的组成 120
4．2．3 Al2O3-ZrO2-SiO2系相图的分歧 122
4．2．3．1 Будников相图 123
4．2．3．2 Cevales相图 123
4．2．3．3 Shindo相图 123
4．2．3．4 M．C．Greca相图 124
4．2．3．5 P．Doemer等的综合相图 125
4．2．4 Z-M-A系相关系实验结果 126
4．3 Al2O3-ZrO2-SiO2系固相反应 128
4．3．1 氧化物组合 128
4．3．1．1 含ZrO230%～35%，A/S1．5～2．0的相关系 129
4．3．1．2 ZS-A3S2系相关系 130
4．3．2 ZrO2-莫来石固相反应 132
4．3．3 ZrO2-Al2O3互扩散对 132
4．3．4．2 相界结合状态 133
4．3．4 Al2O3-ZrO2烧结材料 133
4．3．4．1 单晶ZrO2的相变 133
4．4 熔融AZS材料 134
4．4．1 电熔原料 134
4．4．2 熔铸制品 135
4．4．2．1 化学相组成 136
4．4．2．2 液相渗出反应 138
4．4．2．3 包晶反应 140
4．4．2．4 ZrO2的相变温度 141
4．5．1 反应烧结型AZS制品 142
4．5 烧结AZS制品 142
4．5．2 再结合型AZS制品 144
4．5．3 含锆英石系列制品 145
4．6 AZS制品与玻璃液之间的反应 146
4．6．1 熔铸AZS制品的溶蚀 146
4．6．2 烧结AZS制品的溶蚀 147
参考文献 148
5．1．1 方镁石的基本性质 153
5 MgO-CaO-FeOn系耐火材料 153
5．1 MgO系 153
5．1．1．1 方镁石的物理指标 154
5．1．1．2 方镁石固溶体 155
5．1．2 镁砂的显微结构 158
5．1．2．1 烧结镁砂 158
5．1．2．2 海水镁砂 159
5．1．2．3 含ZrO2镁砂 159
5．1．2．4 电熔镁砂 160
5．1．3 镁砖的显微结构 162
5．1．4 方镁石结晶形态的演变 162
5．1．4．1 MgO还原-氧化反应 162
5．1．4．2 方镁石的台阶生长 163
5．1．4．3 方镁石向热延伸性 163
5．2 玻璃熔窑蓄热室用镁砖的侵蚀作用 164
5．2．1 格子体用砖 164
5．2．2 侵蚀介质 165
5．2．3 格子砖蚀变分析 166
5．3 MgO-CaO系材料 169
5．3．1 烧结白云石 169
5．3．2 合成镁钙砂 170
5．3．2．1 烧结法合成料 170
5．3．2．2 电熔法合成料 171
5．4 MgO-CaO-Fe2O3系合成料 171
5．4．1 方镁石-方钙石-C2F系材料的显微结构 171
5．4．2 C2F的热力学稳定性 172
5．4．3 MgO-CaO-Fe2O3系合成料的侵蚀机理 174
5．4．3．1 蚀变炉底试样的化学组成 174
5．4．3．2 相的化学组成 177
5．4．3．3 蚀损机制讨论 178
参考文献 179
6 MgO-R2O3系耐火材料 184
6．1 MgO-Al2O3系材料 186
6．1．1 MA的合成 187
6．1．2．1 第一代镁铝砖 189
6．1．2 镁铝制品的两代工艺 189
6．1．2．2 第二代镁铝砖 190
6．2 MgO-RR2O4系材料的相互反应 190
6．2．1 铬矿的脱溶 190
6．2．2 方镁石-铬矿互扩散 193
6．2．3 方镁石-铬矿熔融态显微结构 195
6．3．1．1 镁砂-铬矿型制品 196
6．3．1 镁铬制品的工艺分类及其显微结构 196
6．3 镁铬耐火材料的显微结构 196
6．2．4 共同烧结料 196
6．3．1．2 共同烧结和再结合型制品 198
6．3．1．3 熔铸镁铬砖 199
6．3．2 关于直接结合的评价 199
6．3．2．1 显微结构参数——Φ和Νs.s/Ν 200
6．3．2．2 关于直接结合率的限定 200
6．3．3 二次尖晶石化 201
6．3．3．1 二次尖晶石的类型 202
6．4．1 水泥回转窑衬砖的侵蚀作用 203
6．3．3．2 促进二次尖晶石化的途径 203
6．4 镁铬系耐火材料渣蚀反应 203
6．4．1．1 窑皮的组成和结构 204
6．4．1．2 K、S富集区的新生相 205
6．4．1．3 富Cl区的新生相 206
6．4．1．4 镁铬砖侵蚀机制 206
6．4．2 玻璃熔窑蓄热室镁铬砖的侵蚀作用 208
6．4．3 AOD炉镁铬砖侵蚀反应 210
6．4．3．1 冶炼作业特点 210
6．4．3．2 衬砖的侵蚀作用 211
6．4．4 LF和RH精炼炉 213
6．4．5 熔铜转炉衬的蚀损机制 213
6．4．5．1 炉渣的组成 213
6．4．5．2 渣-砖反应带 214
6．4．5．3 蚀损机理分析 215
6．5 镁铬系材料中的6价铬问题 215
参考文献 217
7．1．1 发展与现状 224
7 Mgo-Al2O3-ZrO2-C系耐火制品 224
7．1 MgO-C系耐火制品 224
7．1．2 MgO-C砖的显微结构 227
7．1．2．1 国产制品 227
7．1．2．2 国外制品 228
7．1．3 耐火材料性能评价 228
7．1．4 电炉MgO-C砖的渣蚀反应 231
7．1．4．1 电炉结构 231
7．1．4．2 炉壁砖的侵蚀作用 231
7．1．5 转炉溅渣炉衬 239
7．1．5．1 终渣的化学-相组成 240
7．1．5．2 MsO-C砖残砖 240
7．1．5．3 MsO-C衬砖蚀损机制 242
7．1．6 转炉MgO－(CaO)-C衬砖中形成“MgO致密层”辨析 243
7．1．6．1 用后残砖的显微结构剖析 243
7．1．6．2 实验室试验 244
7．1．6．3 热力学和相平衡分析 245
7．1．7 MA形成机理探讨 246
7．2 Al2O3-ZrO2-SiO2-C系材料 247
7．2．1 氧化铝-莫来石-石墨(A-M-C)系 248
7．2．2 A-(M+Z)-C系滑板 248
7．2．3 A-(C+Z)-C系滑板 249
7．2．4 滑板的蚀损机理 250
7．2．4．1 FeO带 250
7．2．4．3 原砖层 251
参考文献 251
7．2．4．2 脱碳带 251
8 SiAlON结合耐火材料 255
8．1 关于Si3N4和SiAlON的基础研究 255
8．1．1 Si3N4的性质及其固溶体 255
8．1．2 SiAlON相的基本类型 258
8．1．2．1 Si3N4-AlN-Al2O3-SiO2四元“状态图” 258
8．1．2．2 SiAlON系棱柱体“状态图” 260
8．1．2．3 SiAlON的分类 263
8．3 SiAlON的氧化行为 264
8．2 高岭石作SiAlON原料 264
8．4 SiAlON结合耐火材料的显微结构 265
8．4．1 SiAlON的鉴定 265
8．4．2 SiC-SiAlON-Si3O4系制品的显微结构 267
8．4．2．1 SiC晶体构造简介 267
8．4．2．2 SiC的合成 267
8．4．2．3 SiC-SiAlON系制品的显微结构 267
8．4．2．4 SiC-Si3N4系制品的显微结构 268
8．4．3 SiAlON-刚玉系制品的显微结构 269
8．4．4 Al2O3-C-SiAlON系制品的显微结构 270
8．5 AlON系相平衡和显微结构 271
8．5．1 相关系和固溶组成 271
8．5．2 AlON的形成机制 272
8．5．3 AlON的基本性质 273
8．5．4 Mg-AlON材料的显微结构 274
参考文献 276
附图 279