剛玉質(zhì)耐火原料及其分類
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(xué)特性。由此，剛玉成為用途極廣泛的耐火材料。
剛玉為三方晶系礦物，其no=1.768，ne=1.760，ne-no=0.008，相對密度為4.02，硬度為9.剛玉有時含有少量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℃。***剛玉制品的耐火度大于1900℃，荷重軟化開始溫度約為1850℃，極限使用溫度1950℃，長期使用溫度1800℃。但是，剛玉的熱膨脹系數(shù)為8.6×10-6℃-1，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。各種電熔剛玉的性能比較見表：
| 性能 | 白剛玉 | 致密剛玉 | 高鋁剛玉 | 棕剛玉 |
| 原料 | 工業(yè)鋁氧 | 工業(yè)鋁氧 | 礬土、煤、鐵 | 礬土、煤、鐵 |
| 顏色 | 白色 | 灰色 | 灰色 | 棕色 |
| 體積密度/（g/cm3） | 3.55 | 3.81 | 3.8 | 3.8 |
| 真密度/（g/cm3） | 3.89 | 3.99 | 3.8 | 3.96 |
| Al2O3/% | 99.0 | 98.7 | 98.0 | 96.0 |
| SiO2/% | ＜0.5 | 0.68 | ＜0.3 | ＜1.2 |
| Fe2O3/% | ＜0.15 | 0.06 | ＜0.5 | ＜0.5 |
| 價格 | 高 | 高 | 較高 | 中 |
由上表可知，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℃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。下表顯示了燒結(jié)剛玉的性能：
| 產(chǎn)地 | Al2O3/% | R2O/% | SiO2/% | Fe2O3/% | 體積密度/（g/cm3） | 顯氣孔率/% |
| 美國 | ≥99.5 | ＜0.4 | 0.2 | 0.05 | ＞3.5 | 2~3 |
| 江蘇 | ≥99.0 | ＜0.3 | ＜0.6 | ＜0.5 | ≥3.55 | ＜4.5 |
| 山東 | ≥99.0 | ＜0.4 | ＜0.35 | ＜0.25 | ＞3.5 | ＜4.5 |
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