树脂常用作铁沟捣碎材料的结合剂,其早期强度好,施工方便,应用广泛。但由于碳结合剂的氧化,树脂结合的铁沟捣碎材料在高温下产生大量气孔,导致密度下降,强度下降,性能差。捣碎材料难以抵抗熔铁水和渣的渗透、侵蚀和冲刷。而且,苯酚和甲醛产生的烟气会刺激皮肤,产生皮疹,长期危害工人健康。硅溶胶结合捣碎材料不仅使用性能好,成本低,而且改善了工人的操作环境;硅溶胶结合喷涂材料可在高温下施工,具有良好的耐腐蚀性。
硅溶胶加入量对硅溶胶结合的研究Al2O3-SiC-C在影响铁沟捣碎材料性能时,发现硅溶胶加入质量分数为5%时,样品的耐压强度高。硅溶胶的组合方式是陶瓷凝结组合。失水不仅不会破坏组合强度,还会使三维结构更加稳定,增加强度。样品通过1450℃烧成后高体积密度达到2.68g·cm-3、耐压强度达到33.5MPa。还发现,过量添加硅溶胶会导致样品不够致密,结构松散,强度降低。
针对Al1O3-SiC-C质捣打料的使用现状及损坏机制,以特级高铝熟料、碳化硅、石墨等为原料,结合必要的相图和热力学理论,研究了硅溶胶作为结合剂Al2O3-SiC-C结论如下:
1)硅溶胶作为结合剂时,加入量为8.0%-8.5%时,Al2O3-SiC-C质捣料的烧结性能和机械性能相对较好;但当硅溶胶含量较高时,纳米级硅溶胶和活性α-Al2O大量的莫来石会对样品的体积稳定性产生一定的影响。2)高温热处理后的硅溶胶结合试样中产生的莫来石形成网络结构和纳米SO2颗粒填充气孔,防止氧气和渣对样品的深层侵蚀,从而提高样品的抗氧化性、耐腐蚀性和耐渣性。此外,硅溶胶结合的沟槽捣打料的抗氧化性高于酚醛树脂结合的捣打料。
电熔锆刚玉可以改善锆英石捣碎材料的烧结,其复合硅溶胶与锆英石捣碎材料的烧结收缩减少,增强了玻璃的耐腐蚀性。