中国冶金百科全书（耐火材料）

　　片断：AAl2O3jing×ingZhuanbanAl22O3晶型转变（transformationofAl2O3）Al2O3各晶型之间发生的转变。Al2O3的晶型有：α、γ、η、δ、θ、κ、χ等。外界条件改变时，晶型会发生转变。在Al2O3这些变体中，只有α－Al2O3（刚玉）是稳定的，其它晶型都是不稳定的，加热时都将转变成α－Al2O3。因为α－Al2O3中的氧已是最紧密堆集。α－Al2O3密度为3.99g/cm3。除刚玉外，常见的Al2（）3晶型为γ－A12O3。γ－A12O3具有尖晶石型结构。但在其结构中，某些四面体的空隙没有被充填，因而γ－Al2O3的密度较刚玉小。γ－Al2O3的密度为3.65g/cm3。各种Al（OH）3加热脱水时，约在450C形成γ－Al2O3。γ－Al2O3加热到较高温度转变为刚玉。但这种转变要在1000C以上时，转化速度才比较大。氧化铝的其它一些不稳定晶型也都是Al（O）H）3加热脱水时，在不同条件下形成的。ρ－Al2O3应为无定形态，但也有人认为它是介于无定形与晶态之间的过渡态。由于ρ－Al2O3是Al2O3各种形态中唯一在常温下能自发水化的形态，可以作为耐火材料浇注料的胶结剂，因此近年来受到了重视。β－Al2O3（密度3.31g/cm3）不是纯Al2O3，不属于Al2O3一元系，其化学式为Na2O·11Al2O3。由于β－Al2O3开始发现时忽视了Na2（）的存在，而被误认为是Al2O3的一种变体，采用了β－Al2O3这一名称，并沿用至今。当刚玉处于高温、碱金属气氛下，即可转变成β－Al2O3。β－Al2O3在高温下也会逸出碱金属氧化物而转化为刚玉。（陈肇友）Al2O3－SiC－CzhuanAl2O3－SiC－C砖（alumina－slilconcarbide－carbonbrick）以电熔刚玉（或烧结刚玉、特级高铝矾土熟料）、碳化硅、鳞片状石墨为主要原料烧成Al2O3的耐火制品。该类制品具有良好的抗渣性、抗热震性和抗铁水冲刷性。鱼雷车用Al2O3－SiC－C砖性能（举例）见表。A12O3－SiC－C砖是以电熔刚玉（或烧结刚玉、特级铝矾土熟料）、含固定碳90％～95％的鳞片状石墨和碳化硅为主要原料，以酚醛树脂为结合剂，经混练、成型、热处理等工序制成。工艺要求：配料误差要小，特别是加入量小于50％的组分，其配料误差为士0.2％；混练应使用强制混合机，规定的混合时间必须保证；用大吨位的摩擦压砖机或液压机成型，成型压力为150MPa左右；热处理窑内温度制度要便于控制。该制品主要用作铁水预处理容器的内衬材料，电炉出钢槽等。（吴学真）Al2O3－SiO2xixiangtuAl2O3－SiO2系相图（phasedeagramofAl2O3－SiO2system）由Al2O3－SiO2构成的系统相平衡图。Al2O3－SiO2二元系相图对陶瓷与耐火材料都是很重要的。长期以来对此二元系相图的认识存在着一些分岐。主要分岐是：形成的莫来石化合物是一致熔融还是不一致熔融；莫来石是否形成固溶体以及固溶的范围。产生这些分岐的原因除与实验研究的条件、杂质的存在有关外，还与高温下SiO2气化产生SiO有关。图1是文献中常引用的两种不同Al2O3－SiO2系相图。图1a中莫来石是不一致熔融化合物，图1b中莫来石则是一致熔融化合物。Al2O3－SiO2系相图虽在认识上存在分岐，但对相图中SiO2含量高的一侧基本上无大分岐。此外，对莫来石形成固溶体的看法现在也基本一致，认为Al2O3含量在71.8％～77.4％即相当于分子式3Al2O3。Al2O32SiO2（A3S2）与2Al2O3·SiO2之间存在一莫来石固溶体区域，即莫来石与刚玉之间能形成固溶体。从Al2O3－SiO2系相图可知：（l）熔融温度低于1650C的组成范围狭窄，因此该二元系大部分组成可做耐火材料。各种名称的铝硅质耐火材料的大致组成范围示于图1a。（2）靠近SiO2端元Al2O3含量为0～5.5％处，液相线陡峭，表明SiO2中加入少量Al2（）3，熔点将急剧下降。当SiO2中含有1％Al2O3，在共熔点温度时其液相量达18％。这就是为什么要求硅砖中Al2O3含量要低，以及在使用中要求硅砖不能与半硅质、粘土砖或高铝砖接触的原因。（3）Al2O3含量在2％～15％范围内，由于熔融温度低，不能作耐火材料。（4）Al2O3含量在15％～50％间，液相线较平坦，温度稍有升高，液相量大量增多。（5）Al2O3含量小于71.8％的平衡矿物相为莫来石与方石英或鳞石英，并有一低共熔点。因此Al2O3含量在此以下的Al2O3－SiO2质耐火材料，其荷重软化开始温度通常不会高于低共熔点温度。（6）Al2O3含量大于71.8％的Al2O3－SiO2质耐火材料，耐火性能较高。莫来石具有很多优良性质。莫来石砖与莫来石纤维主要是由莫来石矿物构成的，它是一些高温窑炉的优良耐火材料。本书前言前言《中国冶金百科全书》是我国第一部荟萃古今中外冶金科技知识，反映当代冶金科学技术水平的大型专业工具书。在冶金科学技术领域里，中国曾经有过光辉灿烂的历史，对人类做出过重要的贡献。中国是最早生产和使用金属的国家之一。夏代（公元前21～前16世纪）已进入青铜时代，创造了优秀的青铜文化；春秋战国时期已经能够制造和使用铁器。但是在半封建、半殖民地时代，由于生产关系的桎梏，中国近代冶金工业长期处于落后停滞状态。中华人民共和国成立后，冶金工业发展很快，冶金科技一些领域已达到或接近世界先进水平，在生产、建设、科研、教育等方面都积累了丰富的经验。目前，改革开放正方兴未艾，广大职工积极要求掌握冶金科技知识和生产技能。在这样的形势下，冶金工业部和中国有色金属工业总公司决定编辑出版《中国冶金百科全书》，具有十分重要的时代意义。编辑出版《中国冶金百科全书》的目的是，整理和总结人类迄今所积累的冶金科技知识和实践经验，为冶金工作者提供冶金领域的基本知识和可靠的技术依据；向广大读者普及冶金常识，为他们解惑释疑。《中国冶金百科全书》遵循百科全书的客观、准确、全面的原则，反映世界冶金科学技术水平，同时重点介绍中国冶金工业的发展状况和科研成就。《中国冶金百科全书》以冶金领域各学科为基础设卷，以条目为单元介绍知识和提供资料。一个条目是一个独立的、完整的知识主题。每卷由众多的条目组成，它们所包含的知识互相衔接，构成该学科的完整的知识体系和网络。重要条目的文末，还提供参考书目，向读者推荐进一步钻研该知识主题时可供系统阅读的专著。《中国冶金百科全书》共约2000万字，内容包括冶金地质、采矿、选矿、冶金基础理论、钢铁冶金、有色金属冶金、金属塑性加工、金属材料、炼焦化工、耐火材料、炭素材料、冶金热能工程、冶金设备、冶金自动化、冶金安全环保、冶金物化测试以及冶金工厂建设等专业。每卷标示卷名，不列卷次。各卷正文按条目标题的汉语拼音字母顺序编排。为了给读者提供多种检索渠道，各卷除设条目分类目录外，还设有条题汉字笔画索引、条题外文索引和内容索引。综合卷还设冶金大事年表。《中国冶金百科全书》的编纂工作由冶金工业部和中国有色金属工业总公司的有关领导和部分专家、学者组成的总编辑委员会领导，由冶金工业出版社组成的《中国冶金百科全书》编辑部进行具体组织和指导。各卷均设卷编辑委员会和学科分支编写组，负责组织该卷的撰写和审稿工作。参加撰写工作的有冶金工业部和中国有色金属工业总公司所属几十个科研、设计院所，高等院校以及中国科学院等单位的专家、学者近4000人。本书的编纂工作得到各有关单位和企业的大力支持，也得到中国大百科全书出版社和中国水利电力出版社的热情帮助。在此，谨向他们致以衷心的谢意。编纂冶金百科全书，对我们来说，是初次尝试，书中难免存在错误和疏漏，恳请读者不吝指正，以期再版时修改，使这部书臻于完善。《中国冶金百科全书》编辑部一九九二年六月

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