耐火材料的性質(zhì)，由其顯微結(jié)構(gòu)所決定，材料的性質(zhì)是顯微結(jié)構(gòu)的表觀反映。Al2O3-SiO2有良好的抗蠕變性，是由材料顯微結(jié)構(gòu)（即材料中晶相和玻璃相的相對含量，晶相間及晶相與玻璃相的分布狀態(tài)）所決定。

    低蠕變磚的類型

    據(jù)顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，筆者將低蠕變磚劃分以下3個基本類型：

    1.代號M莫來石型

    耐材骨料部分（含粗顆粒與細(xì)顆粒）全部為莫來石組成。莫來石晶體為長柱狀、針狀，它構(gòu)成特殊的相互交錯的架狀結(jié)構(gòu)，其間隙由莫來石來填充；基質(zhì)分布著細(xì)小的原位生成的一次莫來石和二次生成的莫來石或某些添加物。

    2.代號M-C莫來石-剛玉型

    耐材骨料部分（含粗粒或細(xì)粒）為莫來石、剛玉。相互交錯的柱狀、針狀莫來石，其間隙為剛玉或莫來石所填充，基質(zhì)部分為原位生成的莫來石或二次莫來石，亞微剛玉或某些添加物。

    3.剛玉-莫來石型

    剛玉的晶體為短柱狀、桶狀，在耐材結(jié)構(gòu)中相互不穿插、不交錯。在剛玉晶體間嵌有莫來石交錯的柱狀晶體，有效阻止剛玉晶體的滑移，獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。以上各型低蠕變磚，由于晶體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，更有利于發(fā)揮莫來石或莫來石與剛玉的優(yōu)良性能，如熔點(diǎn)：莫來石1870℃，剛玉2050℃，二者共熔溫度較高，為1840℃，有利于材料高溫性能的改善與提高。3種類型的低蠕變磚，晶相含量（莫來石或莫來石+剛玉）為主體，起主導(dǎo)作用，玻璃相含量次之，玻璃效應(yīng)影響甚小.

雜質(zhì)對低蠕變磚的影響

    在Al2O3-SiO2系耐材中，雜質(zhì)主要是Fe2O3、TiO2、R2O及RO等。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（YB4032-91）及荷蘭型紅柱石質(zhì)磚中，對化學(xué)成分都有明確要求（見表1）。

    一般而言，原料中雜質(zhì)與玻璃相含量密切相關(guān)。玻璃相含量隨雜質(zhì)含量增加而遞升，我們希望雜質(zhì)含量少，相應(yīng)的玻璃相含量也少，這樣在耐材顯微結(jié)構(gòu)中，玻璃相成孤立狀分布，不潤濕晶相，為弱的玻璃相效應(yīng)（即在晶界處為晶粒與晶粒相結(jié)合，抗蠕變性好）。相反，雜質(zhì)多玻璃相含量高，勢必在結(jié)構(gòu)中潤濕晶相的程度高，當(dāng)玻璃相完全濕潤晶相時，玻璃相形成連續(xù)相結(jié)構(gòu)，將明顯影響蠕變速率，在較低溫度下易產(chǎn)生較大的蠕變。

    在高TiO2紅柱石的研究中，已得出初步結(jié)論：某地高TiO2紅柱石精礦肯定可以使用。我們的研究是以高TiO2紅柱石精礦為主料或輔料，按高鋁磚生產(chǎn)工藝，當(dāng)高TiO2紅柱石在合適用量、合適粒度下，與其他原料搭配，可制成蠕變溫度在≤1400℃，蠕變率≤0.2%（見表2）的產(chǎn)品。

    原料與粒度等的選擇

    1.原料

    Al2O3-SiO2系材料中，莫來石、剛玉是重要的原料，而原料品種繁多，以莫來石為例（見表3）。如何選擇原料呢？依據(jù)：①各原料的特性；②合適價格。一般而言，電熔莫來石較燒結(jié)莫來石晶體發(fā)育好，莫來石晶體交錯形成的骨架相對牢固；晶界少，減少了晶界的滑移，有利于抗蠕變。所以在制作低蠕變磚時，首選電熔莫來石。燒結(jié)的各品牌莫來石，氧化鋁基莫來石品質(zhì)優(yōu)于相應(yīng)的礬土基莫來石；而“三石”質(zhì)莫來石與礬土基莫來石相應(yīng)品牌比較，前者莫來石含量較多，晶體發(fā)育較好；濕法工藝因物料充分均化，故獲得的莫來石，其品質(zhì)較半干法工藝相應(yīng)的品牌莫來石要好。“三石”的選擇，在定型制品中，更多選擇硅線石加紅柱石復(fù)合原料。

    2.粒度

    在開發(fā)新產(chǎn)品時，應(yīng)注意粒度分布。粒度分布不同，影響產(chǎn)品的性能。傳統(tǒng)的粗、中、細(xì)三級配料已不適應(yīng)了。在納米技術(shù)已應(yīng)用到科技、生活的今天，耐火材料的配料應(yīng)選擇多級配，盡可能符合最緊密堆積原理，獲得致密體。級配的起碼要求是粗、中、細(xì)、微細(xì)4級。同時，原料的粒度應(yīng)是連續(xù)的，每一粒度范圍都有涵蓋，盡量符合最緊密堆積原理。

    3.溫度

    煅燒溫度的選擇，使基質(zhì)與骨料結(jié)合緊密是非常重要的。“三石”尚有不少特性，有待進(jìn)一步發(fā)掘利用（如抗熱震性、抗CO、電絕緣性等）。綜上所述，是作者拋磚引玉，對“三石”開發(fā)應(yīng)用的體會。隨著大家對“三石”的進(jìn)一步了解，今后“三石”將有更大的發(fā)展與作用，市場前景將會更廣闊。