致密耐火遼寧剛玉澆注料發(fā)展的趨勢是要求鋁酸鈣水泥含量盡量降低，同時保持較好的生坯強(qiáng)度和高溫力學(xué)性能，其中關(guān)鍵的技術(shù)在于提高顆粒間的堆積密度。通過微粉、亞微粉甚至納米氧化鋁粉體的加入，可有效實(shí)現(xiàn)上述目的，其原因有：

1)降低了澆注料中CaO含量，減小高溫下生成的低熔相，能顯著提高澆注料的高溫力學(xué)性能;

2)促進(jìn)中溫下的燒結(jié)，增加澆注料的中溫強(qiáng)度。

3)降低總的加水量，提高澆注料的致密程度。

綜合性價比，氧化鋁微粉的作用不容忽視，其顆粒形貌、大小、粒度分布和比表面積等都會對澆注料性能產(chǎn)生較大影響，尤其是粒度分布對填充骨料間孔隙、提高堆積密度起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)：使用不同粒度分布的復(fù)合微粉能顯著提高堆積密度，減少用水量，對力學(xué)性能如高溫抗折和熱震后強(qiáng)度有利。李文平等研究了氧化鋁微粉粒度對遼寧剛玉澆注料性能的影響，發(fā)現(xiàn)隨著微粉粒度的降低，澆注料流動性和凝結(jié)時間均呈現(xiàn)增加的趨勢。

更為重要的是，氧化鋁微粉能夠促進(jìn)鋁酸鈣水泥高溫下CA6相的生成反應(yīng)，從而對澆注料高溫性能改善的作用明顯。Pinto等發(fā)現(xiàn)，氧化鋁微粉粒度的降低，可使含1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))CAC水泥的澆注料的抗折強(qiáng)度提高近一倍以上，且能促進(jìn)CA6相的生成。Auvray等發(fā)現(xiàn)氧化鋁微粉優(yōu)化和CA6的原位生成，在澆注料中可形成陶瓷結(jié)合，顯著改善澆注料的高溫彈性模量。

基于實(shí)驗(yàn)室球磨制備的氧化鋁微粉，研究其含量對遼寧剛玉澆注料物理性能、高溫抗熔體侵蝕等的作用機(jī)理，以探討澆注料中微粉的適宜添加量。

實(shí)驗(yàn)  

1.1樣品制備

采用板狀剛玉顆粒和細(xì)粉為主要原料，其Al2O3含量大于99.0%。顆粒的組成為：5~3mm占20%，3~1mm占20%，1.000~0.088mm占28%。小于0.088mm的板狀剛玉細(xì)粉和自制氧化鋁微粉(Al2O3含量>99.5%)總比例為28%，具體組成。自制Al2O3微粉的粒度指標(biāo)如下：D10為0.43μm，D50為2.82μm，D90為9.27μm，比表面積為5.88m2/g。結(jié)合劑鋁酸鈣水泥的含量為5%，醚基聚羧酸脂(FS10)分散劑的含量為0.15%。制備過程為配料、干混攪拌5min、加水濕混3min、澆注振動成型。樣品尺寸為40mm×40mm×160mm，加水量控制在6%以下。成型后的試樣在模具中自然養(yǎng)護(hù)24h，然后脫模在空氣中養(yǎng)護(hù)24h，再在110℃干燥24h，最后將試樣在1100、1600℃分別保溫3h進(jìn)行熱處理。

1) 隨著氧化鋁微粉含量的增加和剛玉細(xì)粉含量的減少，經(jīng)不同溫度熱處理后澆注料試樣的常溫性能和高溫性能均有不同程度的提升，經(jīng)1600℃處理后的試樣常溫抗折強(qiáng)度、常溫彈性模量和在1400℃時彈性模量可分別提高53.9%、47.9%和40.4%。

2) 微粉加入過多不利于澆注料的熱震穩(wěn)定性。氧化鋁微粉加入量越多，熱震后試樣的殘余抗折強(qiáng)度保持率隨著氧化鋁微粉加入量的增加而減小，在3次水冷熱震后材料的殘余抗折強(qiáng)度保持率從18.45%減小至11.97%。