耐火材料矿相分析

耐火材料矿相分析检测是一种重要的耐火材料检测方法，它可以揭示耐火材料的微观结构和物质组成，从而评价其性能和质量。本文详细介绍了耐火材料矿相分析的定义、分类、原理···

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矿相分析是一种习惯性叫法，主要包括显微结构（判断物质）、物相分析（判断是晶型结构）、成分分析、岩相分析，其中岩相分析目前很少见，且制样复杂，成本较高；化学成分比较常见，不做赘述。本文主要介绍显微结构分析、物相分析。

一、显微结构分析

耐火材料的化学组成和显微结构是决定其物理-化学性能及应用效果的本质因素，研究耐火材料制品的显微结构特征及其演变过以及它们与生产工艺和使用性能之间的关系，是现代材料科学研究的中心内容。

显微结构分析目前主要由扫描电子显微镜分析，涉及到耐火材料的制样及一些经验性的主观分析。对于检测来讲，对检测数字是非常重视的，因为它是具体的数据。但是显微结构主要是图片，图片亦是数据，如何解读图片上的信息，进而指导科研、生产、质量控制，是对检测机构能力的考研。国家磨料磨具质量检验检测中心具备较强的显微结构分析能力。欢迎各位同仁指导。

1.镁碳砖显微结构分析

镁碳砖指以方镁石（烧结或电熔镁砂）和石墨生产的制品。其中石墨是通俗叫法，不够严谨，既可以是无定形碳，也可以是石墨。镁碳砖的显微结构实际上就是各种镁砂显微结构的有机组合，骨料基本为电熔镁砂和烧结镁砂。下图为采用电熔镁砂制成的镁碳砖典型结构，镁砂多为数十数百微米，晶间填充多为硅酸盐相。镁碳砖的显微结构较为典型。

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镁碳砖典型显微结构

上图中，镁砂颗粒比较大，其中添加少量碳化硼颗粒，还有部分水泥。颜色偏深的是石墨。根据上述图片基本可以判断采用的镁砂种类和其他辅料的种类；有经验的技术人员根据上述信息，可以判断配方和工艺。

2.锆刚玉显微结构分析

锆刚玉冶炼生产需要迅速冷却得到晶体较小的磨料颗粒，因而相对于白刚玉、棕刚玉等传统磨料具有耐磨性高的特点。微晶结构和晶体尺寸也是决定锆刚玉质量好坏的主要指标。通过显微结构，可以看出共晶体中均相结构，有无分离相及分离相的多少，同时还能看出分离相是氧化锆还是氧化铝。通过显微结构还可以看出晶体的大小尺寸。

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锆刚玉结晶情况显微结构

国家磨料磨具质量检验检测中心提供耐火材料制品及原料的显微结构分析，欢迎沟通交流。

二、物相分析

物相分析是现代材料学经典分析手段之一，其特点是不仅能知道元素种类，还可以分析材料的晶型结构，进而判断材质。

1.冰晶石物相分析

问题：样品a,b为同一个供应商供应的冰晶石，根据元素分析结果，两个样品元素种类基本相同，但性能差距较大。因此，我们采用物相分析。

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样品a

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样品b

样品a，主成分冰晶石(六氟合铝酸钠，Na₃AlF₆），含有其他少量杂质物相；样品b，厂商号称高纯冰晶石，结果却大相径庭，主成分是氟化铝水合物，只含有少量冰晶石。

由上述例子可以看出即便成分基本相同的材料，也可以是不同的物质。

2.钇稳定氧化锆物相分析

二氧化锆具有耐高温、耐化学腐蚀、抗氧化、耐磨、热膨胀系数大以及热容和导热系数小等特性，因此决定了它是一个非常理想的高温耐火材料、研磨材料和高温隔热材料。二氧化锆还具有马氏体相变的特性，这是二氧化锆被用来提高陶瓷材料的韧性和耐火材料热震稳定性的重要依据。

单斜二氧化锆不能直接用来制造制品，氧化锆中添加某些氧化物作为稳定剂，使之与氧化锆形成固溶体和复合体，改变晶体内部结构，形成亚稳的四方相和立方相，使其由单一的单斜相转变成双晶结构的四方相和立方相。这种固溶体在常温下能保持原有的四方相和立方相，甚至在高温下，也不会发生相转变。经过稳定化的氧化锆可以应用在耐火材料上。因此单斜相和四方相的含量就是氧化锆比较重要的指标。

采用物相分析，就可以判断单斜相和四方相的含量，如下图所示。

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