熱處理時(shí)間對焦爐硅磚的顯微結構的影響

　　未處理過(guò)的焦爐硅磚中SiO2是以玻璃態(tài)存在的，肉眼很容易觀(guān)察到玻璃態(tài)的顆粒嵌入在基質(zhì)中。但是一旦經(jīng)過(guò)熱處理后由于熔融石英的脫玻，玻璃態(tài)的顆粒消失了完全與基質(zhì)融為一體。硅磚宏觀(guān)形貌的改變是熔融石英在熱處理過(guò)程中析晶和方石英的形成的非常直觀(guān)的表現形式。

　　另外，對于不同保溫時(shí)間熱處理后的硅磚顯微結構的分析結果。由之前介紹的分析結果所知，1400℃下保溫25h的硅磚析晶程度較大，其中方石英的含量達到了80%。所以，我們將對比未處理過(guò)的硅磚和1400℃下保溫25h的硅磚樣品的顯微結構，從而探究熔融石英的析晶過(guò)程以及相變對于硅磚顯微結構的影響。顆粒上析晶的區域中存在大量貝殼狀裂紋，這些細微的裂紋是熔融石英在析晶過(guò)程中的體積變化所導致的。由之前介紹中對不同熱處理時(shí)間處理后的硅磚進(jìn)行的XRD定量分析可知，該焦爐硅磚熱處理后主要析出的為方石英晶體，其中鱗石英的析出量可以忽略，也就是說(shuō)顆粒中貝殼狀裂紋的區域為析出的方石英。

　　在1400℃下保溫25小時(shí)后的硅磚中出現的由顆粒表面向基質(zhì)中延伸的裂紋路徑，這些裂紋是由于熔融石英在熱處理過(guò)程中的析晶和相變過(guò)程引起的。由于熔融石英顆粒的析晶過(guò)程是由其顆粒表面開(kāi)始的，那么由于析晶過(guò)程而產(chǎn)生的裂紋大部分會(huì )由顆粒的表面向基質(zhì)中擴展。這樣的裂紋對于焦爐硅磚的機械性能有相當大的影響，當材料受力發(fā)生斷裂后，其裂紋在材料中的擴展過(guò)程中會(huì )因為這些位于熔融石英顆粒表面的微裂紋發(fā)生更多的沿晶斷裂，導致材料強度下降。

　　硅磚在1400℃下保溫后，不僅出現了熔融石英析出方石英這一現象，同時(shí)也發(fā)生了燒結的過(guò)程。原始的硅磚中存在著(zhù)大量的微小氣孔，在經(jīng)過(guò)1400℃熱處理后，由于顆粒界面移動(dòng)，排出開(kāi)口氣孔，同時(shí)部分原本的微小氣孔部分聚集在一起形成了體積較大的氣孔。焦爐硅磚在1400℃的熱處理后出現燒結過(guò)程是由于硅磚在生產(chǎn)過(guò)程中較低的燒結溫度，為了避免硅磚中熔融石英的析晶，其生產(chǎn)過(guò)程中的燒結溫度一般低于1100℃。因此，硅磚普遍存在欠燒的現象，當硅磚被加熱到1400℃后，欠燒的部分燒結過(guò)程繼續進(jìn)行。