目录

1与ZrO2复合耐火材料有关的相平衡

1.1ZrO2的晶相转化和稳定

1.2与ZrO2复合耐火材料有关的相平衡

1.2.1Zr－O系

1.2.2与ZrO2复合耐火材料有关的二元系

1.2.3与ZrO2复合耐火材料有关的三元系

1.2.4与ZrO2复合耐火材料有关的四元系

2ZrO2复合耐火材料的几个重要问题

2.1ZrO2复合耐火材料的依据

2.2ZrO2复合耐火材料的工艺控制重点

2.3ZrO2复合耐火材料中ZrO2的加入方式

2.4ZrO2复合耐火材料中ZrO2的作用

3Al2O3－ZrO2－SiO2系耐火材料

3.1锆英石耐火材料

3.1.1普通锆英石耐火材料

3.1.2特种锆英石耐火材料

3.1.3锆英石耐火材料的应用

3.2锆刚玉莫来石耐火材料

3.2.1ZrO2对刚玉莫来石耐火材料性能的影响

3.2.2ZrO2复合矾土基刚玉莫来石质耐火材料

3.3锆莫来石耐火材料

3.3.1熔铸锆莫来石耐火材料

3.3.2烧结合成锆莫来石耐火材料

3.3.3锆莫来石不定形耐火材料

3.4锆刚玉耐火材料

3.4.1烧结锆刚玉耐火材料

3.4.2熔铸锆刚玉耐火材料

3.4.3铬锆刚玉耐火材料

3.4.4钛锆刚玉耐火材料

4ZrO2复合MgO－CaO系耐火材料

4.1ZrO2复合MgO质耐火材料

4.1.1ZrO2复合MgO质耐火材料的矿物相和显微结构

4.1.2ZrO2复合MgO质耐火材料的配方

4.1.3ZrO2复合MgO 质耐火材料的生产

4.1.4MgO－2MgO·SiO2－ZrO2系耐火材料

4.1.5ZrO2复合MgO质耐火材料的应用

4.2MgO－CaO－ZrO2系复合耐火材料

4.3CaO－ZrO2系复合耐火材料

4.3.1水口的堵塞及其抑制

4.3.2CaO稳定的ZrO2质耐火材料

4.3.3ZrO2－CaO质耐火材料

5ZrO2复合MgO－MgO·Al2O3系耐火材料

5.1生产工艺和性能

5.2烧成过程中的相变化

5.3显微结构

5.4ZrO2含量对ZrO2复合MgO－MgO·Al2O3系耐火材料性能的影响

5.4.1常温耐压强度

5.4.2热稳定性

5.4.3850℃的耐压强度

5.4.4抗侵蚀性

6ZrO2复合MgO－Cr2O3系耐火材料

7MgO－C－ZrO2质复合耐火材料

7.1ZrO2·SiO2对MgO－C砖性能的影响

7.2MgO－C－ZrO2·SiO2系中ZrO2·SiO2的分解

7.3热应力降低的机理

8O′－ZrO2－C质复合耐火材料

8.1Si2N2O的合成及其性质

8.2O′－ZrO2－C质浸入式水口砖的制造

主要参考文献

相变无需原子热激活。N.克劳森（Claussen，1981）认为，虽

然四方单斜相变多在高温下进行，然而根据目前已制得的极

微细四方ZrO2说明，四方→单斜的转化可以在极低温度甚至接近

绝对零度下进行。由此可见相变无需原子激活，即相变活化能为

零。

镶嵌于材料基质中的氧化锆晶粒，由于周围基质对相变的体

积膨胀和形状改变起着约束作用，因此与上述单晶或多晶的转化

情况有所不同。在基质约束力下，四方晶有可能保留至室温或更

低的温度。如果被约束的四方晶周围有微裂纹生成，或者由于受

外加应力作用使约束力被解除，这时便可诱导相变过程，四方晶

将转化为更稳定的单斜体。

当晶粒－基质系统具备有降低其总自由能的条件时，相变过程

即可进行。转化前后单位体积内两种晶型之间的自由能之差为：

△G ＝△G’十△UT十△Ua（1－1）

式中△G’为转化前后两晶型间自由能之差，△UT为转化应变能，

△Ua为外加应力应变能。图1－4为各能量间的关系示意图。图中实

线为不受约束四方→单斜的相变过程，△U①为四方→单斜转化的

势垒，即转化时所需的活化能。当基质对四方→单斜的体积膨胀

与形变具有很大的约束力时（虚线1），这时单斜反比四方具有更

高能量，使四方→单斜转化变为不可能，四方晶将因此被保留下

来。在外力作用下，外力做功解除基质的约束力（虚线2），转化

即可进行，这时的转化称为应力诱导相变过程。

式中εT为转化的应变。

而促以引起相变的应力（应力诱导相变）

因此，ZrO2分散相可以在很低的温度下保留高温四方晶型。

其条件是ZrO2晶粒尺寸d应小于该基质的临界直径dc（即d＜

dc）。

所谓临界直径dc是指在特定的Ms温度下相应的粒径。因为

小于临界直径的ZrO2晶粒可在该温度下保留其四方晶型，而大于

该值则只能以单斜体存在，Ms乃是ZrO2由四方→单斜马氏体化

转变的开始温度。

ZrO2晶相的稳定性，如图1－5所示。由于热力学因素（图1－

5a）其晶相转化温度是在给定的成分和压力条件下进行的。因此，

这类晶相的稳定性完全可以由系统的相图表示出来。而由于动力

学因素（图1－5b），也可以使热力学不稳定的晶相保持不变，这些

晶相被称为亚稳晶相、凝固晶相或动力学稳定晶相。