白剛玉,棕剛玉,致密剛玉,亞白剛玉,燒結(jié)剛玉,高鋁剛再也不會傻傻分不清了

　　剛玉是多晶α-氧化鋁材料。氧化鋁是地殼的主要組分之一，具有資源豐富、相對廉價易得的優(yōu)勢。剛玉具有耐高溫、高強度、高硬度、電絕緣、耐腐蝕等物 理化學特性。由此，剛玉成為用途極為廣泛的耐火材料。

　　剛玉為三方晶系礦物，no= 1.768，ne = 1.760，no一ne= 0.008,相對密 度為4.02,硬度為9。剛玉有時含少量Fe、Mn、Cr和Ti等雜質(zhì)。剛玉可被這些雜質(zhì)染成不同的顏色。

　　剛玉的熔點高達2050°C。***剛玉制品的耐火度大于1900°C，荷重軟化開始溫度約1850°C,極限使用溫度1950°C，長期使用溫度1800°C。但是，剛玉的熱膨脹系數(shù)為8.6,屬于抗熱震性中等偏下的物質(zhì)。剛玉的硬度為9, 是僅低于金剛石和少數(shù)人工合成的高硬礦物。氧化鋁制品具有很高的強度，常溫耐壓強度可達2000MPa;常溫抗折強度可達250MPa以上，1000℃時抗折強度還有150MPa。高密度的氧化鋁制品可以較好地抵御鐵、鋁、鎳、釩等熔融金屬的侵蝕;常溫下，不受硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸的腐蝕，但高溫下，氟化鈉、 濃硫酸對氧化鋁有一定侵蝕。氧化鋁對玻璃、爐渣的侵蝕有一定的抵抗力。

　　根據(jù)制造方法不同可將剛玉分為兩大類：其一，以礬土為原料直接制造的剛玉原料，如棕剛玉、高鋁剛玉;其二，從礬土中提煉出氧化鋁，再將工業(yè)鋁氧制成剛玉原料，如白剛玉、致密剛玉、燒結(jié)剛玉等。

　　就純度和價格而論，白剛玉***高，致密剛玉其次，高鋁剛玉再次，棕剛玉***低。白剛玉、致密剛玉都是由工業(yè)鋁氧生產(chǎn)的。致密剛玉的純度低于白剛玉，但密度高于白剛玉。高鋁剛玉和棕剛玉都是由礬土生產(chǎn)的。棕剛玉的純度低于高鋁剛玉，但真密度高于高鋁剛玉。

　　燒結(jié)剛玉是以工業(yè)鋁氧為原料，經(jīng)磨細、壓球，再經(jīng)約1800°C的超高溫燒 結(jié)制出的耐火原料。燒結(jié)剛玉的致密度很高，顯氣孔率較低，其體積密度> 3. 50g/Cm3，顯氣孔率<4. 5%。因此，燒結(jié)剛玉具有類似電熔剛玉的性質(zhì)：高 溫下具有良好的體積穩(wěn)定性，不受還原氣氛的影響，對金屬液和玻璃液的侵蝕有一定抵抗性。表6-14顯示了燒結(jié)剛玉的性能。

　　棕剛玉

　　1.原料特性

　　棕剛玉是以礬土，無煙煤和鐵屑為原料，在電弧爐中熔煉，經(jīng)熔煉，脫硅，除鐵，減鈦，冷卻制得的剛玉原料。

　　冶煉棕剛玉時，礬土熔化后因密度較小，漂浮在熔液的上層;鐵屑熔化后因密度較大，沉降到熔液的下部。同時，無煙煤中的炭將礬土中SiO2，F(xiàn)e2O3,TiO2還原成金屬。這些金屬與由鐵屑形成的金屬熔體混合，形成密度較大的硅鐵合金，沉降都爐底。隨后，剛玉熔液被冷卻，結(jié)晶后形成剛玉晶體。由于含有雜質(zhì)，用此法方獲得的剛玉成棕色而被稱為棕剛玉。棕剛玉的氧化鋁含量可達到97%以上，研磨能力0.1(金剛石的研磨能力為1)，有一定的韌性，抗破碎能力較強，加之價格便宜，在耐火材料和磨料具上得到了廣泛應用。

　　高鋁剛玉

　　高鋁剛玉又名亞白剛玉，實質(zhì)上是對棕剛玉工藝進行改進制造出的產(chǎn)品。高鋁剛玉的純度較高，價格較低，為耐火材料提供了一種新的選擇。但是，高鋁剛玉生產(chǎn)流程復雜，工藝參數(shù)可變范圍狹窄。如果控制不當，高鋁剛玉的質(zhì)量比其他剛玉原料更容易受到影響。

　　制造高鋁剛玉的要點：其一是要進行深度還原，***大限度地除去雜質(zhì)，且僅僅形成少量的Al4C3等碳化物;其二，還原完畢，進行氧化，向熔池吹氧，或加入Fe2O3, Si02等氧化劑，破壞形成的碳化物。

　　高鋁剛玉的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在性價比上。高鋁剛玉的氧化鋁含量可以達到98%以上，但價格和棕剛玉差不多。高鋁剛玉的價格比棕剛玉高約12%，只相當于白剛玉價格的約55%。

　　白剛玉

　　白剛玉以工業(yè)鋁氧為原料，經(jīng)髙溫熔煉而成，其Al2O3含量>98%，呈白色，晶粒大，主晶相呈長條形或菱形，顯氣孔率為6%?10%。由于氣孔較多，白剛玉呈現(xiàn)脆而硬的性質(zhì)，研磨能力為0.12,稍高于棕剛玉(0.10)，用于制作***耐火材料，也是主要的磨料品種之一。

　　GB/T2479-1996對白剛玉中有害物質(zhì)Na2O含量的***過寬。Na2O含量***低的才0.5%，***高的達0.9%。所以，采購時一定要注意選擇制造廠家，簽約時規(guī)定Na2O的含量，交貨時檢測Na2O的指標。

　　致密剛玉

　　1.原料特性

　　致密剛玉是以工業(yè)鋁氧為原料，添加少量外加劑制成的電熔剛玉。致密剛玉有兩個特點：1雜質(zhì)總量稍高;2用還原性氣氛生產(chǎn)。

　　致密剛玉呈灰白色，氧化鋁含量≥98%，體積密度≥3.8g/cm3，顯氣孔率≤4%。致密剛玉的SiO2含量高于白剛玉，但NaO的含量明顯低于白剛玉，詳見兩種剛玉的技術(shù)指標對比。

　　燒結(jié)剛玉

　　燒結(jié)剛玉是以工業(yè)鋁氧為原料，經(jīng)磨細壓成料球或坯體，在1750?1900°C 燒結(jié)而成的粒狀剛玉材料。一般要求，燒結(jié)剛玉的Al2O3含量>99.3%，真密度>3.98/gCm3，體積密度>3.4g/Cm3，顯氣孔率<5%。

　　“板狀剛玉”因其剛玉晶體在顯微鏡二維截面圖形下看類似板狀而得名。但如果復原成三維圖像，剛玉晶體則不一定是板狀。其實，“板狀剛玉”只是一種 經(jīng)高溫燒結(jié)的高純剛玉原料。“板狀剛玉”中，α-Al203晶體充分發(fā)育，晶粒尺寸40?200um，晶內(nèi)有很多5?15um封閉的氣孔。在性能上，“板狀剛玉”具有優(yōu)于電熔剛玉的抗熱震性。

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