高溫推板磚在使用過程中，既要承受坯體和匣缽的壓力、移進時的巨大推動以及與軌道之間的磨檫阻力，還要承受幾十次甚至上百次的冷熱循環，因此，推板材料不僅要有很好的常溫、高溫強度和耐磨性能，還應具有優異的抗熱震性能。目前國外常用的高溫推板材料主要有SiC、剛玉-莫來石制品等，其中SiC制品在高溫下易被氧化，其應用受到限制。莫來石和剛玉作為高溫材料具有較多優點，如荷重軟化溫度高，抗蠕變性能好，但純剛玉制品因熱膨脹系數較大，其抗熱震性能不太理想。而純莫來石制品熱膨脹系數較小，熱震穩定性較好，但多年的生產實踐表明，國產純莫來石推板制品的使用壽命與國外高溫推板制品相比，差距仍很大，原因主要是熱震穩定性不夠。通過對國外同類產品物相組成和顯微結構的分析表明，國外具有優異抗熱震穩定性的推板產品普遍采用的是剛玉—莫來石質制品，其使用壽命多達100次以上。國內推板產品在常溫和高溫力學性能等當面已能滿足使用要求，但抗熱震穩定能仍存在較大問題，為此著重研究推板骨料的組成與配比對抗熱震穩定性的影響，以改善國產高溫推板制品的抗熱震穩定性。

一 ：實驗

1.1 配方設計：我公司鄭州駒達耐火材料有限公司www.fangca.cn對國內外產品的物相組成和顯微結構分析表明：具有優異抗熱震性的高溫推板制品基質部分應由莫來石和剛玉相復合而成。通過對莫來石一剛玉系燒結材料的高溫力學性能研究表明，莫來石/剛玉質量比分別為25:75和75:25時的復合材料高溫力學性能均優于純莫來石或剛玉材料，其中莫來石與剛玉比例為75:25時的配料點恰好位于SiO2—AL2O3相圖中1840℃出現低共熔的配料組成點附近。若考慮材料抗熱震性，則莫來石與剛玉比為75:25時應較好，其原因：（1）莫來石熱膨脹系數小于剛玉相，而復合材料熱膨脹系數肯定是前者大于后者：（2）莫來石與剛玉之間熱膨脹系數的不同在符合材料內部形成熱膨脹失配，形成微裂紋，提高材料斷裂吸收功，可提高材料抗熱震性（3）一般認為，在低共熔點附近的配料組成可能會影響到材料的抗蠕變性能，但根據數據表明，此配料點的壓蠕變速率卻是最小的。因此，試驗中將基質的物相組成定為莫來石/剛玉比為75:25左右，結合劑配方為：AL2O3 細粉20%~26%，蘇州泥4%~7%，硅線石 5%~8% ，結合劑用量為 36% 。最終配料組成點：AL2O3約79%~81%，SiO2 約 19%~21%。由于骨料的品種和規格對產品的熱膨脹系數和熱膨脹失配有較大影響，從而影響制品抗熱震穩定性，因此主要考察在結合劑配方一定的情況下，骨料品種及規格對高溫推板熱震穩定性的影響。骨料的配方見表1.

1.2生產工藝：根據實際生產條件，確定生產工藝如下：結合劑用球磨機進行混料，混料時間為12h以上。將不同規格的骨料混合均勻后加適量水和糊精攪拌，再加結合劑攪拌均勻后出料，困料3d后采用200t壓力機成型，成型試樣尺寸為40mmX115mm230mm。試樣經干燥數天后在倒焰窯中經1710℃左右保溫若干小時后燒成。

1.3結果與分析：標準磚的物理力學性能見表2.由表2可見，其它條件相同時，骨料配方對標準磚的熱震穩定性影響較大。隨骨料中剛玉顆粒含量增加，標準磚熱膨脹系數逐漸增大。根據Kingery的抗熱震斷裂理論，各式樣的抗熱震性隨熱膨脹系數的增大而逐漸變差，但實驗結果表明，熱膨脹系數最小的NO.1 試樣熱震穩定性卻較差，而NO.2~NO.5試樣的熱震穩定性表現出較好的規律性，即隨熱膨脹系數的增大而逐漸變差，可見，材料的熱膨脹系數雖對材料的熱震穩定性有較大影響，但并非唯一影響因素，還與材料中是否存在熱膨脹失配等耗能機制有關。NO.2試樣由于莫來石、剛玉顆粒與莫來石—剛玉復合機制之間存在熱膨脹失配，產生細微裂紋，在受到熱震應力作用時，微細裂紋擴展，同時骨料發生穿晶斷裂，消耗大量能量，抑制了主裂紋的擴展，可防止推板制品過早產生熱震破壞，其熱震次數達17次時仍未產生斷裂，僅出現可見裂紋，可見其抗熱震性能較優。此外，剛玉顆粒的大小對材料熱膨脹系數也有影響，顆粒含量相同時，顆粒越大，其熱膨脹系數越大，如NO.2和NO.3試樣，其抗熱震性也受到影響，NO.3試樣的抗熱震性比NO.2試樣略差。

表2結果表明，當結合劑為莫來石—剛玉復合相時，全部用剛玉骨料的標準磚不全部用莫來石的試樣抗熱震性差，全部用剛玉骨料的NO.5試樣在1100℃至水冷條件下熱震2次即出現明顯裂紋。從熱膨脹系數對材料抗熱震性的影響角度考慮，這是顯而易見的。但某日本產品試樣的骨料全部采用剛玉骨料，其抗熱震性卻非常好，其原因可能有兩方面：一方面是骨料與結合劑比例的不同導致其熱震穩定性的差異：另一方面可能是生產工藝不同所導致的這兩方面尚待進一步研究。

一般，高溫推板的常溫耐壓強度要求在60MPa以上，顯氣孔率在20%左右，而本研究所得標準磚試樣常溫耐壓強度在100MPa，顯氣孔率在15%左右。根據抗熱震損傷理論，氣孔率較大對耐火材料抗熱震穩定性有利，因此，若在生產中控制NO.2 ，NO.3推板試樣的顯氣孔率增大至20%左右，則推板材料抗熱震性還可進一步改善。

二  結論

（1）材料熱膨脹系數對材料的抗熱震穩定性有較大影響，若存在熱膨脹失配耗能機制，則顯微裂紋的產生將顯著改善推板的抗熱震穩定性。

（2）結合相組成中莫來石-剛玉的質量比為75:25左右，骨料由75%~0~3mm莫來石與25%的0~1mm剛玉顆粒復合而制得的標準磚，具有很好的熱震穩定性，其康熱震次數（1100℃~水冷）達17次仍未斷裂。