不同品位菱镁矿合成镁锆复相材料性能的研究

作者：冯雨; 高永军; 罗旭东; 李心慰; 王林; 吴锋^*

来源：矿产保护与利用, 2023, 43(02): 154-161.

DOI：10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2023.02.024

• 菱镁矿
• 氧化锆
• 镁锆复相材料
• 烧结性能
• 热震稳定性
• 锆酸钙

为了实现真空循环脱气(RH)精炼炉用耐火材料无铬化，以海城一级菱镁矿、海城二级菱镁矿、岫岩二级菱镁矿(Mg CO3)三种不同品位菱镁矿和脱硅锆(ZrO2)为原料，制备镁锆质复相材料试样。检测了试样的体积密度、显气孔率、热震稳定性和物相组成，分析了试样的显微结构。研究了不同烧结温度对镁锆质复相材料的烧结性能和热震稳定性的影响。结果表明：随着温度的升高，试样的体积密度升高，显气孔率下降，线收缩率升高，岫岩二级菱镁矿与脱硅锆在1 700℃烧后制备的镁锆复相材料体积密度最高为3.26 g/cm3，海城二级菱镁矿与脱硅锆在1 700℃烧后制备的镁锆复相材料显气孔率最小为5.69%。三种不同品位的菱镁矿和ZrO2均形成c-ZrO2固溶体(Zr0.875Mg0.125O1.875)，菱镁矿中SiO2、CaO杂质与MgO化合形成低熔点物相，提高了试样致密度，促进烧结；岫岩二级菱镁矿与脱硅锆制备的镁锆复相材料在1 700℃下形成CaZrO3和c-ZrO2(Zr0.8Ca0.2O1.8)；在冷却过程中，CaZrO3和c-ZrO2与方镁石的热膨胀系数失配产生微裂纹增韧效应以及ZrO2相变增韧效应，使岫岩二级菱镁矿与脱硅锆在1 700℃下制备的镁锆复相材料试样热震稳定性最佳。

• 单位
  辽宁科技学院; 辽宁科技大学