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    SiO2在常壓下有七個(gè)變體(modification) 和一個(gè)非晶型變體，即β-石英，α-石英，γ-鱗石英(tridymite) ，β-鱗石英，α-鱗石英，β-方石英(cristobalite)，α-方石英和石英玻璃。上述各變體間的轉(zhuǎn)變可分為兩類：
    首類是石英、鱗石英、方石英之間的轉(zhuǎn)變，屬重建型轉(zhuǎn)變。由于所需活化能大，轉(zhuǎn)變溫度高而緩慢，轉(zhuǎn)變溫度通常是由晶體表面逐漸向內(nèi)部進(jìn)行，并伴隨有較大的體積效應(yīng)。有礦化劑存在時(shí)可顯著加速轉(zhuǎn)變，無礦化劑時(shí)實(shí)際上不能轉(zhuǎn)變。有時(shí)可通過急冷使高溫中穩(wěn)定的晶型在室溫下也能存在。
第二類是上述變體的亞種α、β、γ型的轉(zhuǎn)變，屬于位移型轉(zhuǎn)變。由于它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上差別很小，因此轉(zhuǎn)變是在一個(gè)確定溫度下一定要發(fā)生的，轉(zhuǎn)變快，而且是可逆的。并伴隨有比重建型轉(zhuǎn)變小的體積效應(yīng)。
    α-石英在馬弗爐870℃較慢地轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;-鱗石英。研究表明，此種慢轉(zhuǎn)變必須在長(zhǎng)時(shí)間緩慢加熱，原料經(jīng)細(xì)粉碎，有強(qiáng)的助熔礦化劑（如鎢酸鈉Na2WoO4）存在的條件下才能實(shí)現(xiàn)。這表明鱗石英的生成和存在必須有雜質(zhì)離子（或礦化劑）存在。由于SiO2各種變體的晶體結(jié)構(gòu)不同， 其密度不同，它們?cè)谵D(zhuǎn)變過程中有體積效應(yīng)產(chǎn)生。在某些方面*轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化值?？焖俎D(zhuǎn)變時(shí)所發(fā)生的體積變化比慢速轉(zhuǎn)變時(shí)所發(fā)生的體積變化小，其中以鱗石英型轉(zhuǎn)變時(shí)體積變化較小，方石英型較大。方石英的熔點(diǎn)1713℃，鱗石英是1670℃，而石英是1600℃，但鱗石英具有較高的體積穩(wěn)定性。硅磚中鱗石英具有矛頭狀雙晶相互交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，因而使磚具有較高的荷重軟化點(diǎn)及機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)硅磚中有殘余石英存在時(shí)，由于在使用中它會(huì)繼續(xù)進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)變，體積膨脹較大，易引起磚體結(jié)構(gòu)松散，綜上所述，一般希望燒成后硅磚中含大量鱗石英，方石英次之，而殘余石英愈少愈好。在硅磚生產(chǎn)中石英的轉(zhuǎn)變程度用密度衡量，硅磚的密度一般小于2.38g/cm3，硅磚的密度在2.32~2.36g/cm3之間。
    2.3.1.3 礦化劑（Mineralizer）的作用及影響因素
    礦化劑的作用是加速石英在燒成時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈兔芏鹊淖凅w（鱗石英和方石英）而不顯著降低其耐火度。它還能防止磚坯燒成時(shí)因發(fā)生急劇膨脹而產(chǎn)生的松散和開裂。
石英轉(zhuǎn)變?yōu)轺[石英或方石英時(shí)，在礦化劑很少或幾乎沒有時(shí)，α-石英就形成α-方石英，這種轉(zhuǎn)變稱為“干轉(zhuǎn)化”。在干轉(zhuǎn)化時(shí)，由于磚體的不均勻的體積膨脹很大，而又無液相緩沖應(yīng)力，因而引起制品結(jié)構(gòu)松散和開裂，不可能制得良好性能的制品。
當(dāng)有足夠數(shù)量礦化劑存在時(shí)，β-石英在573oC轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;-石英，在馬弗爐1200-1470oC溫度范圍內(nèi)，α-石英不斷地很快轉(zhuǎn)變?yōu)閬喎€(wěn)定方石英，同時(shí)α-石英、亞穩(wěn)定方石英和礦化劑及雜質(zhì)等相互作用形成液相，并侵入（石英顆粒在形成亞穩(wěn)定方石英時(shí)出現(xiàn)的）裂紋中，促進(jìn)以α-石英和亞穩(wěn)定方石英不斷地溶解于所形成的液相中，使之成為硅氧的過飽和溶液，然后以穩(wěn)定的鱗石英形態(tài)不斷地從溶液中結(jié)晶出來。這個(gè)轉(zhuǎn)變速度取決于所加礦化劑的性質(zhì)和數(shù)量，所形成的液相緩沖由于體積膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，提高磚坯的加熱體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度，防止焙燒過程中制品的松散和開裂現(xiàn)象。
    礦化劑劑促使石英鱗石英化能力的大小，主要取決于所加礦化劑與磚坯中硅氧在高溫時(shí)所形成的熔液的數(shù)量和其性質(zhì)，即液相開始形成的溫度，液相的數(shù)量、粘度、潤(rùn)濕能力和其結(jié)構(gòu)等。
礦化劑與氧化硅所形成的液相的共熔溫度愈低，愈有利于燒成中形成的方石英通過液相向鱗石英轉(zhuǎn)變，礦化劑作用愈強(qiáng)，鱗石英愈多，晶粒愈大。如：
Na2O—SiO2>FeO—SiO2>CaO—SiO2>MgO—SiO2>TiO2—SiO2
    728℃   1178℃     1291℃      1436℃       1550℃
    又如有Al2O3存在時(shí)CaO—Al2O3—SiO2系統(tǒng)中的低共熔物在1170oC開始出現(xiàn)液相，因此在有雜質(zhì)存在時(shí)，CaO也是強(qiáng)的礦化劑。
    礦化作用能力的大小，也和液相是否易被SiO2所飽和，即液相的結(jié)晶能力有關(guān)。如含Li2O，Na2O，F(xiàn)eO，MnO等氧化物的液相易被SiO2飽和，具有高的結(jié)晶能力，是強(qiáng)礦化劑. 礦化作用以堿金屬強(qiáng)，F(xiàn)eO、MnO次之，CaO、MgO較差。但這只能說明礦化作用的強(qiáng)弱，而不是選擇礦化劑的標(biāo)準(zhǔn).在生產(chǎn)中必須根據(jù)硅石原料的組成和性質(zhì)以及礦化劑的作用和性質(zhì)來決定.如快速轉(zhuǎn)變的硅石原料，若采用強(qiáng)礦化劑，容易使制品產(chǎn)生裂紋而降低燒成成品率。Li2O、Na2O、K2O等堿金屬氧化物，不僅降低磚的高溫性能，干燥時(shí)這類化合物的鹽類會(huì)析出到磚體表面上來，造成磚坯內(nèi)外呈現(xiàn)出不同的礦化作用，易裂開，因此一般不宜作礦化劑。 在生產(chǎn)中廣泛采用的礦化劑有CaO，CaO對(duì)硅質(zhì)原料的耐火度降低不大，并有足夠的礦化作用，同時(shí)使泥料具有結(jié)合性和可塑性，使磚坯干燥后具有一定強(qiáng)度。為了提高石英的轉(zhuǎn)變程度，減少磚坯燒成時(shí)的膨脹和松散，以及減少制品的裂紋，還與石英同時(shí)加入氧化鐵。加入氧化鐵可以顯著降低液相出現(xiàn)溫度和粘度。目前生產(chǎn)中廣泛采用石灰—鐵質(zhì)（CaO+FeO）或鐵—石灰質(zhì)（FeO+CaO）礦化劑，以前者的應(yīng)用較廣泛，加入量為：CaO~2.5%， FeO(Fe2O3)0.5~1.0%。礦化劑的加入量應(yīng)根據(jù)原料特性，制品的性能要求和使用條件來確定，通常加入量不應(yīng)超過3~4%。
    根據(jù)制品的性能要求，不應(yīng)只局限于鈣鐵系統(tǒng)，如考慮到氧化鐵對(duì)碳素沉積現(xiàn)象的影響，使碳素在硅磚氣孔中沉積和石墨化，引起焦?fàn)t用硅磚砌體結(jié)構(gòu)松散以致破壞，因此對(duì)焦?fàn)t硅磚可用MnO來CaO等無鐵礦化劑。
    除了FeO、CaO和MnO作為礦化劑外，還有用氟化物，例如CaF2，作為礦化劑的。用含氟的化合物作為制造硅磚的礦化劑，可以大大加速石英的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的開始溫度比通用的礦化劑(CaO+FeO)早300oC左右，當(dāng)馬弗爐內(nèi)溫度達(dá)到1400oC時(shí)轉(zhuǎn)化率已達(dá)85%。而對(duì)CaO+FeO礦化劑此時(shí)轉(zhuǎn)化率僅為66%。
    在生產(chǎn)條件下，進(jìn)行了加入氟化物作礦化劑的批量生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝除礦化劑成分不同外，其它工藝均與普通硅磚工藝相同，制品性能相似，這說明采用非氧化物（氟化物）作硅磚礦化劑的可能性。