活性氧化鋁微粉具有晶型穩定、純度高、活性大和粒度細等特點,被廣泛應用于耐火材料和陶瓷領域。氧化鋁微粉作為耐火澆注料組成中不可缺少的部分,可以提高澆注料的高溫結合強度和抗侵蝕性能。然而,生產原料和工藝的差異導致不同廠家生產的氧化鋁微粉的雜質含量、粒度分布和晶粒尺寸等指標存在不穩定性,從而影響澆注料的結構和性能。選擇兩種商品氧化鋁微粉作為對比樣品,系統研究了準原晶氧化鋁微粉的特性,以及準原晶氧化鋁微粉對剛玉澆注料致密度、力學性能和顯微結構的影響。
試驗結果表明,氧化鋁微粉A1顆粒形貌呈現為不規則顆粒狀,具有最小的比表面積( 2.48m2·g-1)和松裝密度(0.77 g·cm-3) ;氧化鋁.微粉A2顆粒形貌為薄片狀和細小顆粒狀,具有最大的比表面積( 4.64m2·g-1),與氧化鋁微粉A1和A2相比,準原晶氧化鋁微粉CA5G顆粒均為圓潤的球狀或橢球形,尺寸分布均勻,粒度較小(d90=2.91μm),且顆粒幾乎都是單晶氧化鋁晶粒,比表面積和松裝密度分別為4.34m2·g-1和0.98g·cm-3。
隨著剛玉澆注料中氧化鋁微粉CA5G含量的增加( 1%~6%),剛玉澆注料的流動值、常溫抗折強度和耐壓強度(25、110和1 600℃)均呈現增長趨勢。然而,在1100℃熱處理后,剛玉澆注料YF6較YF5的抗折強度和耐壓強度略微降低。因此,氧化鋁微粉CA5G在剛玉澆注料中的推薦加入量為5%~6%。與剛玉澆注料R1和R2相比,經25、110和1600℃熱處理試樣YF6具有較高的常溫抗折強度和耐壓強度。較小粒度的氧化鋁微粉CA5G能更好的填充剛玉澆注料骨料和細粉間的孔隙,提高澆注料致密度,并且為鋁酸鈣水泥水化產物提供成核位點,降低水泥水化產物成核所需能量,提高水化速率,從而提高剛玉澆注料在25和110℃的強度。在1 600℃,活性較高的氧化鋁微粉CA5G.與鋁酸鈣水泥反應生成更多的CA6,六方片狀CA6交叉分布有利于增強基質間的結合強度,從而提高澆注料的抗折強度和耐壓強度。