石英粉--涂料常用耐火粉料(3)


石英:石英即SiO2,是一种具有复杂同质多晶转化的物质,通常有低温石英(α石英)和高温石英(β石英)等多种晶体结构。在不同的温度下有七个晶型变体,即α-石英,β-石英,γ-鳞石英(tridymite),β-鳞石英,α-鳞石英,β-方石英(cristobalite),α-方石英,以及一个非晶型变体,即熔融石英(又称石英玻璃)。一般所称石英(未经特别说明时)均指低温α-石英,常温至573度以α-石英晶体存在,在573度会发生相变生成β-石英。

铸造涂料使用的石英粉主要是普通石英粉,此外煅烧石英粉和熔融石英粉也有应用。

普通石英粉:是白色粉状物,由硅砂或石英岩破碎磨碎加工而成,它的主要成分是SiO2,含有部分杂质,主要有K2O, Na2O, CaO, MgO和Fe2O3等。纯的石英熔点为1713度,当含有杂质时,熔点会降低。

涂料中使用的石英粉的性能要求如下:

  • SiO2含量不小于98%(部分石英粉含量高达99%)
  • 杂质(主要氧化物)总和不大于1%
  • 烧损LOI小于0.5%
  • 耐火度大于1690度。
  • 普通石英粉是一种经济实用的耐火材料,广泛用于铸铁和铸钢涂料。但由于石英粉具有以下缺点,使其应用受到了限制:

    1,纯净的石英(SiO2)不会和液体金属表面的氧化铁反应,但石英粉中的杂质(一般以硅酸盐或铝硅酸盐形式存在)在高温下分解出无定型SiO2或Al2O3,这些无定型的SiO2或Al2O3会与高温下产生的FeO/Fe2O3发生反应,生成低熔点的铁橄榄石等低熔点物质,导致粘砂缺陷。因此,严格限制石英粉中的杂质含量对于提高铸件表面质量至关重要。

    2,石英粉在573度产生相变,容易造成涂层开裂、剥落。

    3,石英粉粉尘容易使操作工人得矽肺病。

    煅烧石英粉:煅烧石英粉是选用天然高纯硅砂经过高温煅烧后的熟料加工而成。按照用途不同,煅烧温度可以从700到1500度不等。

    煅烧石英粉相比普通石英粉具有更高的化学惰性,化学惰性更高,杂质更少,密度更低。用于铸造涂料时,除了耐火度提高,还可以利用其密度低和多孔的特性增加其绝缘性能,延缓高温传导,从而达到防脉纹和减少烧结粘砂的效果。

    熔融石英粉:熔融石英是氧化硅(石英,硅石)的非晶态(玻璃态),是用天然高纯度二氧化硅经电炉在高于1760℃以上温度熔融,随后快速冷却而制得的。此过程将晶型二氧化硅转变为非晶型的玻璃熔体。

    熔融石英熔化温度约1713℃,导热系数低,热膨胀系数几乎是所有耐火材料中最小的,因而它具有极高的热震稳定性,在用于精密铸造模壳时,在焙烧和浇注过程中熔融石英型壳很少因温度剧变而破裂,是理想的熔模铸造制型的耐火材料。用于铸造涂料时,由于杂质含量低,可以达到很高的耐火度,是很好的替代锆英粉的耐火骨料,用于小型铸钢件上效果良好。

    石英粉是物美价廉的天然材料,一般用于铸铁件特别是普通发动机铸件的涂料骨料。杂质含量对于耐火度有很大影响。高纯度的石英粉可以具有更高的耐火度,可以用于大型铸件。

    耐火粉料索引

    常用耐火粉料(包括辅助粉料)的成分、特性和作用及选用方法:


    其它内容:

    “针对铸造涂料应该关注其粉料的哪些物化性质? 这些性质是怎样影响涂料性能的?如何根据这些指标(包括化学成分和矿物组成)判断耐火粉料质量? 如何解读耐火材料的质检报告?” ---- 请参阅: 耐火粉料综述

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