蓝晶石粒度对轻质莫来石–刚玉浇注料显微结构及性能的影响

摘要

以多孔莫来石轻骨料(粒径为5～15 mm,>1～5 mm和≤1 mm)、板状刚玉细粉(≤0.074 mm)、莫来石细粉(≤0.074 mm)、广西白泥(≤0.045 mm)、CA–70水泥为主要原料，并添加不同粒度的膨胀剂蓝晶石(0.425,0.320,0.150,0.075,0.045 mm)制备轻质莫来石–刚玉浇注料试样。依据相关标准测定试样的物理力学性能，采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别分析试样的晶体结构和显微结构，研究蓝晶石粒度对其上述结构及性能的影响。结果表明：经1 400℃热处理后，蓝晶石粒度显著影响莫来石化反应行为，随着蓝晶石粒径减小，莫来石化反应更充分，线变化率显著降低，结构趋于均匀致密；试样的体积密度、常温抗折及耐压强度均呈先增后减趋势，热震稳定性得到改善。其中，添加粒径为0.075 mm蓝晶石的试样(M200)性能最优：体积密度1.76 g/cm3、常温抗折强度9.8 MPa、耐压强度64.7 MPa，较M35(粒径为0.425 mm)试样，其常温抗折强度提升6.5%，耐压强度提升28.9%；永久线变化率仅0.03%，降幅达94.6%；抗折强度保持率33.3%,300℃热导率0.32 W/(m·K)。适量细颗粒蓝晶石通过优化颗粒级配并促进莫来石晶须化及其交织网络形成，协同提升材料的高温体积稳定性、抗热震性能及隔热能力。将该浇注料制成保温盖，在宝钢服役648炉后仍结构完整，使用寿命超过设计要求，为鱼雷罐车保温盖的轻量化、高稳定性及长寿命提供了可靠支撑。

关键词

鱼雷罐车 / 保温盖 / 轻质浇注料 / 莫来石–刚玉 / 蓝晶石 / 抗热震性 / 体积稳定性 / 显微结构