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镁钙砂浇注料抗水化问题的研讨及解决途径

镁钙砂浇注料抗水化问题的研讨及解决途径

发布日期:2020-08-11 编辑: 点击:


镁钙砂浇注料抗水化问题的研讨及解决途径" rel="nofollow" href="http://主页" target="_self">镁钙砂浇注猜中氧化镁骨料和细粉的占比超过百分之80。在镁砂质料存放或许镁质浇注料制备与维护过程中,氧化镁会与水反响生成氢氧化镁。镁质浇注料内水化反响生成大量氢氧化镁导致一系列问题产生,其抗水化研讨成为不容忽视的问题。1、氧化镁水化机理
氧化镁具有NaCl型面心立方晶体结构,镁离子处于氧离子的八面体空位中。关于氧化镁晶体产生活性的原因,能够说明为:氧化物的外表缺点可由离子空位产生。在氧化镁结构中,O2-与Mg2+通过库仑效果力相互连接,保持其状态。可是库仑效果开释的能量大于O2-的负电子亲合力,在库仑力相互效果场遭到激烈干扰下,阳离子空位则产生。O2-是一种不稳定状态,简单转换为O-,一起开释8.9ev能量。氧化镁结构中,相邻近的两O2-。各给出一个电子即转化生成O-。O-作为自由基,其在晶格内的移动会构成孔洞,一起O-会稳定下来,在外表构成活性位点。由此推测氧化镁晶体能够构成上述结构缺点,赋予其反响活性,因而简单与水或许水蒸气产生水化反响。
2、按捺氧化镁水化办法
基于氧化镁水化机理及动力学影响要素的研讨,针对进步氧化镁抗水化的办法也多有报导。其中下降

镁钙砂

镁砂大颗粒水化的办法能够概括为:
(1)烧结法。在镁砂质料内加入微量烧结助剂掺杂烧结,如MgF2促进烧结致密化,或许掺入少量NiO,TiO2,Y2O3和CeO2等稀土氧化物,与MgO构成固溶体,下降晶粒成长活化能,利于MgO晶粒长大一起也改进了抗水化功能。可是掺杂或许下降镁砂的耐火度或抗侵蚀性。杨佳亮选用高纯镁砂质猜中加入百分之2.5的矾土得到含有方镁石/尖晶石复相结构的抗水化镁质浇注料骨料质料。
(2)镁钙砂外表改性。选用磷酸溶液,草酸溶液浸渍处理镁钙砂,在颗粒外表构成5-10μm厚度的抗水化保护膜。
上述保护层存在加热分化的问题,乃至分化物对钢液质量产生影响。尹洪峰研讨团队用MgO碳热还原和分散氧化法在镁钙砂上沉积MgO涂层,跟着涂层沉积温度升高至1600℃,时刻延长至6小时,取得大涂层厚度54μm,明显进步了镁钙砂的抗水化性。
氧化镁细粉的水化速率大于颗粒。按捺氧化镁细粉的水化思路在于下降氧化镁的溶解速率或许削减氢氧化镁的生成。例如:在MgO悬浮液中添加少量CaCl2,因为同离子效应,在氧化镁外表(MgO·H+)构成Cl-“隔离层”,阻碍了OH-与之反响生成氢氧化镁。或许选用螯合剂,其优先于OH-与Mg2+反响,并生成难溶物,在氧化镁颗粒外表起到保护层的效果。
3、镁质浇注猜中水化问题解决途径
镁质浇注猜中水化生成氢氧化镁带来的不利影响主要有以下四方面。其一,因为氧化镁的密度(~3.58g/cm3)高于氢氧化镁的密度(~2.4g/cm3),因而水化反响生成氢氧化镁后伴跟着体积膨胀。较大的膨胀会在浇注料内产生结构应力,当浇注料在维护阶段的强度较低,不足以反抗此应力时,则会产生裂纹,损坏资料结构,力学功能下降。其二,跟着温度升高,在浇注料内部氧化镁与水蒸气的反响加速。其三,氧化镁快速水化下降浇注料的流动性,导致施工时刻变短,流动衰减加速。其四,水化生成的氢氧化镁,在浇注料升温过程中,氢氧化镁敏捷产生热分化,水蒸气压力构成资料内部分应力产生,严峻时资料产生开裂,即抗爆裂功能差。因而,从削减氢氧化镁生成构成的危害的视点,进步浇注料抗水化性的途径包括:
(1)直接添加水化按捺剂,按捺氢氧化镁的生成。
(2)镁砂种类的挑选。氧化镁在水蒸气中的反响速率远高于与液态水的反响。即浇注料在100-200℃升温过程中,浇注料内镁砂颗粒持续产生着更激烈的水化反响,且以部分化,非均匀性的形式产生,因而在资料内构成应力梯度,对资料结构损坏效果更大。浇注料领域内常用的镁砂为电熔镁砂、烧结镁砂和活性镁砂(轻烧镁砂。电熔镁砂的初始晶粒尺寸大,晶界少,反响活性低,因而其水化反响弱。烧结镁砂比较于电熔镁砂,其含有较多的杂质(CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、B2O3等)。依据Soudier的研讨工作显现,烧结镁砂的水化率主要与杂质中CaO/SiO2有关,质猜中此比值越大,水化率添加。活性镁砂的活性高,水化速率快。在实践生产中,为削减水化问题,更多地选用电熔镁砂或许操控杂质含量的烧结镁砂作为镁质浇注料质料。
(3)调控浇注料的干燥制度,避免升温过快,水分蒸发导致开裂。或选用微波加热方法干燥浇注料,使资料从内部开始加热,大大缩短干燥周期至1小时左右;与此一起浇注料硬化过程加速。
(4)优化结合体系,进步资料结合强度。
(5)操控氢氧化镁的显微描摹改进浇注料的显微结构,选用添加剂加速成核,构成小晶粒尺寸氢氧化镁,在资料内起到填充孔洞的效果,进步浇注料强度。
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