什么是耐火磚的熱壓成型
耐火磚成型方法是廣泛普及的，成型磚坯的氣孔率通常為20%～50%。成型氣孔率小于10%的磚坯，沒有獲得成功。為了取得低氣孔率的耐火磚，靠磚坯(半成品)燒成。用燒結法使氣孔率降到指定值，并有可能使耐火磚達到理論密度范圍。可是燒結的同時發(fā)生收縮，顆粒(晶體)尺寸和氣孔尺寸增大，在許多場合算是有害的。成型和隨后的燒結時間長(2～5天)，也是勞動和動力消耗過程。在最短時問內解決最致密，同時又很堅固的耐火材料問題——耐火磚采用熱壓成型方法。熱壓成型包括粉料在磚模里直接燒熱到必要的溫度并壓制。同時發(fā)生致密和燒結。
成型壓力和溫度限制了磚模的壽命。現在應用最多的是石墨模型。用感應方法或經石墨讓電流通過的方法，使粉料在其中加熱。石墨模型成型壓力通常為lO~l5MPa。用碳化鈦制的模型，溫度800～900℃時，在14到21MPa壓力下成型;用鉬合金制的模型，在惰性氣體介質中，低于1200℃的溫度下，允許壓力為14～21MPa;在剛玉模型中，溫度為1100℃時，70～140MPa壓力下成型，得到接近理論密度的耐火磚。
單一機理不能描述熱壓的整個過程。至少分為三個階段。
開始階段，致密根據別列日諾(A.C.Bepex(Horo)方程式，￡～(tgp)-1，然而這個關系后來退化。
第二階段，致密按粘滯流動機理進行，并用方程式描述。
式中，(ρ對)為相對密度，絕對致密時等于1;(ρo)為τ=0瞬息間的初始相對密度;η為成型溫度下泥料從粘滯流動公式得出方程式。在指定的時間τ，取得指定的相對密度，必須按方程式確定熱壓的壓力p。同時初始(模中)相對密度用ρo試驗確定。寫出方程式形式In(1-ρ對)=3pτ/4η+C，式中C=In(1-ρo)=恒量，可以看出In(1-ρ對)與τ表現直線關系，又是粘滯流動的正式特征。按直線的傾度值可以確定粘度。為了得到致密的磚坯，更有效的降低粘度，均勻地提高溫度，而不提高壓力。因為提高溫度，在粘度的實際范圍通常降低一點兒，而壓力可能要增大一個等級。熱壓時，可能某些顆粒增大，雖然還比燒結時小，可是粘度增大，因而致密降低。所以在成型前的配料中，適當引入抑制劑來減緩顆粒增長速度，隨磚坯密度增加，方程式的項減少，而致密速度下降。
熱壓的最后階段，致密動力學，或由時間的平方根，或由時間的立方根決定，代表的是擴散燒結。當△ρ對/Po~τ的平方根時，發(fā)生開口氣孔愈合(排除)，當△ρ對/Po~τ的立方根時，排除閉口氣孔。所以，熱壓第三期間算是按擴散燒結機理產生致密。
熱壓時，又好像通常燒結時添加物的有效作用。例如：燒結Al2O3用MgO添加物(質量分數為0.02%～0.04%)的良好作用是毫無疑義的。氧化鎂有如下作用：氧化鋁離子聚集在氧化鎂固熔體中，提高擴散系數并加速氣孔的排除。使氣孔尺寸減小和它的能動性增大，而且氣孔被布置在顆粒邊界上，本身更妨礙剛玉晶體的異常增長。
熱壓耐火磚與燒結耐火磚比較，當它們的氣孔率相同時，強度和熱導率高。熱壓耐火磚同樣是抗熱震性低。
耐火材料工業(yè)對耐火粘土和高嶺土的熱壓成型很有興趣，開發(fā)了生產工藝。
方法的實質是根據耐火粘土和高嶺土的性質以及作為高溫增塑劑，含的粘土組分和基于更耐火的骨料(鋯英石，二氧化鋯，石墨，氧化鋁等)的復雜成分泥料，加熱到高溫變?yōu)榭伤軤顟B(tài)。更進一步理解的方法實質是熱壓利用液相燒結過程。
視為材料熱塑狀態(tài)的成型方法：同時過程的溫度取決于成型系統性能的流變性(粘度，流變極限)。這個方法與熱壓的差別是粗坯在窯里預先加熱到指定溫度(同時形成某些數量的液相)后來它轉移到模型中，并壓制。第一階段發(fā)生的致密，通常在液壓機上成型，由于質點互相遷移。熱壓時，液相在質點周圍形成薄膜，由于體積重量快速達到臨界密度，在其下發(fā)生彈性變形，并中止致密。第二階段的致密是在固定壓力的保溫時期，用比例τ的平方根描述，代表的是燒結過程動力學。下圖為粘土材料熱壓成型的有代表性的沉淀曲線。獲得某壓力在b點開始沉淀，它由零a點增長到c點，然后仍舊不變。沉淀由b點到c點與壓力相稱的變化，然后逐漸降低而在d點中止。同時其質量在該條件密度達到最大。
b點的壓力乃是位移的最大應力或蠕變極限Pk。可以用試驗確定最佳溫度和在這個溫度下的Pk值。例如：
原料 某地粘土 某地高嶺土
最合適溫度/℃ 1300 1450
流變極限Pk/MPa 2.34 2.34
原來各種粘土熱壓成型最佳溫度時的Pk值和這些粘土可塑狀態(tài)(常溫下)同樣的Pk值相近。這就是說粘土和高嶺土在熱塑狀態(tài)使本身成為賓漢體。如果在比流變極限溫度高的溫度下成型，那么發(fā)生腫脹，這說明溶解在液相中的氣體膨脹，耐火磚幾乎完全沒有氣體滲透性。
按物理化學性質，用兩個種類不同的粘土，當時一種是細分散的粘土，而另一種是粗分散的粘土，熱塑成型耐火磚，緩慢冷卻，獲得熱穩(wěn)定的耐火磚。這種耐火磚的熱機械性質非常高。例如用某地粘土和某地高嶺土制得的耐火磚的氣孔率為2.5%～6.1%，耐壓強度為85MPa，0.2MPa荷重軟化溫度為1520℃，加熱到1000℃并隨后在水中冷卻的抗熱震性為70次。
由許多成分的耐火材料：石墨粘土、碳化硅粘土、石墨碳化硅粘土等加入耐火粘土作為增塑劑，在熱狀態(tài)中成型能夠取得低氣孔率的耐火磚。這種耐火磚的特點是低透氣性，高熱震性和較高的強度。
硅酸鋁耐火磚的工業(yè)規(guī)模熱壓成型尚未實現。對于熱壓新的不同作法還處在探討階段。
(1)動態(tài)熱壓：粗坯在窯內加熱到指定溫度，然后在秒鐘份額期間內用錘再壓成型的過程。當壓力不小于1000MPa時，錘下致密時間0.01～0.001s。
(2)反應性熱壓：材料分解(脫碳或脫水)溫度下熱壓。
(3)含碳氧化物材料熱壓：眾所周知，碳加熱到350～450℃時增塑，480～490℃時變硬。碳一氧化物的混合物加以熱壓，在碳熱塑狀態(tài)的溫度下，細分散的氧化物被壓入碳中，然后溫度提高到500℃，使整個混合物焦化，具有石頭般的強度。
(4)熱等靜壓成型：按過程的物理學是熱壓的不同作法。按壓力運用性質和熱等靜壓成型過程的工藝方式，類似平常(冷處理)等靜壓成型。把等靜壓和熱壓的要素聯合實行熱等靜壓成型方法，主要由事實決定。通常熱壓耐火磚的形狀比例可能極其有限。此外，熱壓方法的不足是磚模使用期限太短，磚模污染磚坯材料等。
熱等靜壓成型在難燒結材料基礎上能制造形狀相對復雜的致密耐火磚，認為是很有前途的方法。
熱等靜壓成型方法的實質是半成品(粗坯)預先造型，安放在高溫外殼的磚箱中(例如用鋼或耐熱型難熔玻璃制的)真空處理和利用熱惰性氣體或熔化鉛，在某些場合利用易熔玻璃的壓力加以熱壓。
采用保證等靜壓力高的設備，提高成型材料溫度時，實行熱等靜壓過程。有的文獻介紹：溫度低于2750℃和壓力300MPa下的熱等靜壓成型方法。
最后應當指出熱壓比通常的燒結具有很大的潛在能力。然而需要采用復雜設備。
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