對(duì)于鋁電解措用碳化硅耐火材料而言，抗熔融冰晶石電解液侵蝕性是影響其使用壽命的決定性因素,。傳統(tǒng)的碳質(zhì)側(cè)襯材料損毀問(wèn)題日益嚴(yán)重,，影響電解槽的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，降低槽壽命,。而SiC質(zhì)材料由于其卓越的性能,，已經(jīng)成為側(cè)襯用材料的發(fā)展方向,。熔渣侵蝕是耐火材料在使用過(guò)程中最常見(jiàn)的一種損壞形式，在實(shí)際使用中,，約50％是由于熔渣侵蝕而損壞,。對(duì)于鋁電解槽用碳化硅耐火材料而言，抗熔融冰晶石電解液侵蝕性也是影響其使用壽命的決定性因素,。
SiC的燒結(jié)溫度高達(dá)2000℃,，一般工業(yè)窯爐無(wú)法生產(chǎn)，即使生產(chǎn)出來(lái)其成本造價(jià)也很高,。為了降低SiC質(zhì)材料的燒結(jié)溫度,，使其能在工業(yè)生產(chǎn)上推廣應(yīng)用，一般常在SiC中添加結(jié)合劑降低燒結(jié)溫度,。窯具的性能,、壽命等也與結(jié)合劑的選擇有關(guān)，目前,，不同結(jié)合劑種類(lèi)繁多,，歸納起來(lái)有以下幾種：粘土結(jié)合、高鋁結(jié)合劑結(jié)合,、莫來(lái)石結(jié)合,、氧化物結(jié)合、氮化物結(jié)合,、再結(jié)晶結(jié)合及賽隆結(jié)合等,。本文選用硅微粉作為結(jié)合劑燒結(jié)碳化硅耐火材料,，并研究此材料抗冰晶石侵蝕性能,。
硅微粉為非晶態(tài)，高溫下會(huì)析晶,，析出的主要晶相為α一方石英,，其結(jié)構(gòu)疏松，晶型轉(zhuǎn)變時(shí)伴隨較大的體積效應(yīng),，影響窯具質(zhì)量,，因此還需加入一定的礦化劑，礦化劑的作用是促使生成較多的液相,，因?yàn)棣烈环绞?huì)溶解于液相并析出溶解度較小的α一磷石英,，α一磷石英轉(zhuǎn)變體積效應(yīng)小，且交錯(cuò)成網(wǎng)狀,，從而可以提高窯具的強(qiáng)度和高溫穩(wěn)定性,。Mn02礦化能力強(qiáng)，窯具性能好,，但會(huì)污染制品,；caO礦化能力不強(qiáng),，但會(huì)提高窯具的耐火度。在此我們采用 CaO—Mn02混合礦化劑,，目的是充分發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn),，而克服其各自的不足之處。
將燒結(jié)好的試樣分兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(每個(gè)試樣上均開(kāi)有直徑為2cm,，深為1.5cm的凹槽),。
(1)第一組試樣填入冰晶石；
(2)第二組試樣均填入冰晶石和螢石的混合物(冰晶石：螢石=1：1),。
將這兩組試樣中的填充物壓實(shí),，數(shù)量以填滿槽的2/3深為宜。然后同時(shí)放入SX2—10—14箱式 電子爐(wZK三相可控硅溫度控制器)中進(jìn)行煅燒,，條件為960℃保溫100h,。將燒過(guò)的試樣冷卻至室溫后，取出并在DZE一300B型混凝土抗折壓試試驗(yàn)機(jī) 上劈開(kāi),，用數(shù)碼相機(jī)拍攝,，觀察其渣坑形狀以及渣樣狀態(tài)，測(cè)出其深度并分析侵蝕效果,。
試樣中的渣坑(見(jiàn)圖)有一定程度的變形,，渣樣有大量氣泡產(chǎn)生，有粘渣現(xiàn)象,，侵蝕和滲透并存,。SiC與冰晶石并不能直接反應(yīng)，但其晶間玻璃相很容易被冰晶石蝕掉,，這也正是試樣被侵蝕后表面疏松出現(xiàn)大量氣泡的原因,。試樣中的渣坑周?chē)袣馀莓a(chǎn)生，有粘渣現(xiàn)象,，螢石變成燒結(jié)固體,，侵蝕程度輕微，滲透嚴(yán)重,。
抗侵蝕性能在碳化硅耐火材料的應(yīng)用中是一個(gè)比較重要的性能,。電解質(zhì)熔液對(duì)碳化硅材料的侵蝕是借助于材料生成的氧化物與冰晶石的反應(yīng)，高粘度的生成物NaAlSi0能有效阻止腐蝕過(guò)程的進(jìn)一步進(jìn) 行,。在第一組試樣中,，侵蝕嚴(yán)重，主要由氣和液的共侵蝕反應(yīng)以及液體的沖蝕作用造成,。由于使用硅微粉做結(jié)合劑,，所以試樣中還有一定量Si02成分，勢(shì)必導(dǎo)致含氧玻璃相增加，而玻璃相很容易與滲入的冰晶石發(fā)生如下反應(yīng)：式中：[Si,，0]代表含氧玻璃相,，[Si]也可能是其它金屬離子。正是由于以上原因,，使試樣的表層變得結(jié)構(gòu)疏松而遭侵蝕,；第二組試樣中由于螢石變成燒結(jié)固體，侵蝕程度有所下降,。
Na3A1F6+[Si,，O]一SiF4+ NaF+A1203
結(jié)論 ：(1)硅微粉作為結(jié)合劑以及復(fù)合礦化劑的加入使得燒結(jié)溫度大大降低。
(2)硅微粉結(jié)合碳化硅耐火材料抗冰晶石侵蝕能力較差,，侵蝕和滲透并存,；抗冰晶石和螢石混合物侵蝕 的能力較好，侵蝕程度輕微,，滲透嚴(yán)重,。