熱處理時間對焦爐硅磚的顯微結(jié)構(gòu)的影響

　　未處理過的焦爐硅磚中SiO2是以玻璃態(tài)存在的，肉眼很容易觀察到玻璃態(tài)的顆粒嵌入在基質(zhì)中。但是一旦經(jīng)過熱處理后由于熔融石英的脫玻，玻璃態(tài)的顆粒消失了完全與基質(zhì)融為一體。硅磚宏觀形貌的改變是熔融石英在熱處理過程中析晶和方石英的形成的非常直觀的表現(xiàn)形式。

　　另外，對于不同保溫時間熱處理后的硅磚顯微結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果。由之前介紹的分析結(jié)果所知，1400℃下保溫25h的硅磚析晶程度較大，其中方石英的含量達到了80%。所以，我們將對比未處理過的硅磚和1400℃下保溫25h的硅磚樣品的顯微結(jié)構(gòu)，從而探究熔融石英的析晶過程以及相變對于硅磚顯微結(jié)構(gòu)的影響。顆粒上析晶的區(qū)域中存在大量貝殼狀裂紋，這些細微的裂紋是熔融石英在析晶過程中的體積變化所導(dǎo)致的。由之前介紹中對不同熱處理時間處理后的硅磚進行的XRD定量分析可知，該焦爐硅磚熱處理后主要析出的為方石英晶體，其中鱗石英的析出量可以忽略，也就是說顆粒中貝殼狀裂紋的區(qū)域為析出的方石英。

　　在1400℃下保溫25小時后的硅磚中出現(xiàn)的由顆粒表面向基質(zhì)中延伸的裂紋路徑，這些裂紋是由于熔融石英在熱處理過程中的析晶和相變過程引起的。由于熔融石英顆粒的析晶過程是由其顆粒表面開始的，那么由于析晶過程而產(chǎn)生的裂紋大部分會由顆粒的表面向基質(zhì)中擴展。這樣的裂紋對于焦爐硅磚的機械性能有相當大的影響，當材料受力發(fā)生斷裂后，其裂紋在材料中的擴展過程中會因為這些位于熔融石英顆粒表面的微裂紋發(fā)生更多的沿晶斷裂，導(dǎo)致材料強度下降。

　　硅磚在1400℃下保溫后，不僅出現(xiàn)了熔融石英析出方石英這一現(xiàn)象，同時也發(fā)生了燒結(jié)的過程。原始的硅磚中存在著大量的微小氣孔，在經(jīng)過1400℃熱處理后，由于顆粒界面移動，排出開口氣孔，同時部分原本的微小氣孔部分聚集在一起形成了體積較大的氣孔。焦爐硅磚在1400℃的熱處理后出現(xiàn)燒結(jié)過程是由于硅磚在生產(chǎn)過程中較低的燒結(jié)溫度，為了避免硅磚中熔融石英的析晶，其生產(chǎn)過程中的燒結(jié)溫度一般低于1100℃。因此，硅磚普遍存在欠燒的現(xiàn)象，當硅磚被加熱到1400℃后，欠燒的部分燒結(jié)過程繼續(xù)進行。