氧化鋁空心球是用工業(yè)氧化鋁在電弧爐中高溫熔化，用壓縮空氣吹制熔體而成的空心球體。它是通過模壓成型制成氧化鋁空心球磚。氧化鋁空心球和氧化鋁細(xì)粉制成的高純氧化鋁空心球磚具有很高的隔熱性能和耐高溫性，使用溫度可高達(dá)1800℃。氧化鋁空心球磚廣泛用于不直接接觸高溫熔體的高溫窯爐的工作襯。但由于氧化鋁空心球磚的骨料和基體礦物相組成均為剛玉相，熱膨脹率大，導(dǎo)致制品抗熱震性稍微遜色。穩(wěn)定性差影響了氧化鋁空心球磚的使用壽命，特別是在溫度波動(dòng)較大的環(huán)境下，容易出現(xiàn)開裂、剝落，使用壽命會(huì)縮短短。難以滿足高溫或超高溫間歇窯的應(yīng)用要求。1700攝氏度以下使用的莫來石組合氧化鋁空心球磚和1800攝氏度以下使用的高熱穩(wěn)定性氧化鋁空心球磚，可滿足不同應(yīng)用條件下高溫窯爐的需求。這符合國家節(jié)能減排政策，也有利于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。空心球骨料顆粒為球形，顆粒為點(diǎn)結(jié)合，不能形成網(wǎng)狀交錯(cuò)，相互鑲嵌的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，顆粒間結(jié)合力差。產(chǎn)品的熱震穩(wěn)定性極差，極大地影響了氧化鋁空心球磚的使用壽命。經(jīng)過對(duì)進(jìn)口氧化鋁空心球磚的研究分析，認(rèn)為在氧化鋁空心球磚中引入了膨脹系數(shù)較小的第二相。莫來石相能有效提高制品的熱震穩(wěn)定性。在基體中引入二氧化硅、三石、粘土等微粉代替部分燒結(jié)氧化鋁微粉使基體莫來石和莫來石結(jié)合相的引入。氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性大大提高，但雜質(zhì)的引入也降低了其較高的工作溫度。原材料對(duì)氧化鋁空心球磚的高溫性能影響很大，所以原材料的選擇要選用高純度的材料。 ，盡量減少氧化鐵和二氧化鈦的含量。莫來石化學(xué)實(shí)驗(yàn)是用含硅礦物細(xì)粉、氧化鋁細(xì)粉和適量礦化劑混合，加入紙漿作為結(jié)合劑。球?yàn)楣橇希院璧V物和氧化鋁細(xì)粉的混合粉為基體，摻入適量粘結(jié)劑，截料后，在加壓成型的230mmx114mmx65mm標(biāo)準(zhǔn)氧化鋁空心球磚擺動(dòng)成型機(jī)。干燥后，在高溫梭式窯中燒制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以反映，加入配料中的含硅礦物后，氧化鋯空心球磚中的莫來石含量相應(yīng)增加，氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性迅速提高，但當(dāng)莫來石含量添加到27%以上，氧化鋁空心球磚的熱震穩(wěn)定性不再增加，反而降低。從SEM顯微結(jié)構(gòu)可以看出，3#和4#具有相似的基體結(jié)構(gòu)，都是多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。氧化鋁空心球磚的主要晶相是發(fā)育良好的柱狀莫來石晶體。柱狀莫來石晶體形成連續(xù)的網(wǎng)狀骨架，氧化柱狀莫來石晶體之間充滿少量玻璃相，少量剛玉相殘留在基體中。基體燒結(jié)良好。氧化鋁空心球磚中基體莫來石網(wǎng)絡(luò)骨架所含的孔隙大多是封閉的。 ，孔徑小于20um，類似于板狀剛玉顆粒中的孔隙結(jié)構(gòu)，可以緩解熱應(yīng)力，對(duì)提高熱震穩(wěn)定性有很好的效果。熱震穩(wěn)定性沒有太大改善。

當(dāng)含硅礦床較少時(shí)，氧化鋁空心球磚的抗熱震性提高不大。含硅礦物量大時(shí)，莫來石是空心球基體中的主要晶相，剛玉晶體很少。莫來石晶體發(fā)育良好，呈柱狀。柱狀莫來石晶體形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，氣孔被隔離，氧化鋁空心球面磚的抗熱震性大大提高。 ，雖然基體中莫來石晶體發(fā)育良好，但氧化鋁空心球磚的強(qiáng)度降低，熱震穩(wěn)定性也因基體的過燒而降低，可能導(dǎo)致基體與基體之間出現(xiàn)較大的貫通裂紋。空心球形顆粒。因此，在氧化鋁空心球磚中加入適量適宜品種的含硅礦物，可顯著提高其熱震穩(wěn)定性。以mm大小的氧化鋁空心球和氧化鎂氧化鋁空心球?yàn)楣橇希詿Y(jié)氧化鋁微粉和含氧化鎂的添加劑為基體。泥料經(jīng)混合和捏合后截留，然后在加壓振動(dòng)成型機(jī)上成型尺寸為230mm*114mm*65mm的標(biāo)準(zhǔn)氧化鋁空心球磚。干燥后，干燥的磚在高溫梭式窯中燒制。一般高純氧化鋁空心球磚的保溫材料的基體部分以剛玉為主，而剛玉的熱膨脹系數(shù)比較大，導(dǎo)致了氧化鋁空心球磚。熱震穩(wěn)定性差的主要原因之一。通過引入熱膨脹系數(shù)較小的第二相形成復(fù)合材料，利用兩者膨脹系數(shù)不匹配形成的微裂紋，提高耐火材料的抗熱震性，從而有效提高熱抗震性。提高氧化鋁空心球磚的抗熱震性。一般高溫氧化鋁空心球磚的基體部分由燒結(jié)氧化鋁組成，燒結(jié)氧化鋁的平均線膨脹系數(shù)較大，導(dǎo)致氧化鋁空心球磚從表面發(fā)熱。抗震穩(wěn)定性差。通過在基體中引入適量的鎂砂，氧化鋁空心球磚在燒成過程中就地反應(yīng)，形成平均線膨脹系數(shù)較小的第二相——鎂鋁尖晶石，形成復(fù)合材料。由于鎂鋁尖晶石的線膨脹系數(shù)小于氧化鋁，膨脹系數(shù)之間的不匹配會(huì)形成微裂紋，可以有效緩沖和吸收溫度波動(dòng)引起的熱應(yīng)力，從而改善氧化鋁空心球。磚的抗熱震性。當(dāng)鎂砂的含量超過一定量時(shí)，鎂砂與氧化鋁之間的膨脹反應(yīng)過快，氧化鋁空心球磚結(jié)構(gòu)的孔隙率直接損害材料的強(qiáng)度大于抗震熱。此時(shí)，它具有負(fù)面影響。因此，在氧化鋁空心球磚的基體部分加入適量的氧化鎂，形成一定量的鎂鋁尖晶石相，提高了氧化鋁空心球磚的抗性和抗熱沖擊。