剛玉是多晶α-氧化鋁材料。氧化鋁是地殼的主要成分之一，具有資源豐富、相對便宜的優(yōu)點(diǎn)。剛玉具有耐高溫、高強度、高硬度、電絕緣、耐腐蝕等物理化學(xué)特性。因此，剛玉已成為一種應用廣泛的耐火材料。

剛玉是三方晶體礦物，n?= www.360daili.cn，ne = www.360daili.cn，n?一ne= www.360daili.cn,相對密度為www.360daili.cn,硬度為9。有時(shí)候剛玉含少量。Fe、Mn、Cr和Ti等雜質(zhì)。剛玉可以被這些雜質(zhì)染成不同的顏色。

剛玉熔點(diǎn)高達2050℃。優(yōu)質(zhì)剛玉制品的耐火性大于1900℃，荷載軟化開(kāi)始溫度約1850℃,極限使用溫度1950℃，長(cháng)期使用溫度1800℃。但剛玉的熱膨脹系數是www.360daili.cn,它屬于中低耐熱振性物質(zhì)。剛玉的硬度為9，是一種高硬度礦物，僅低于金剛石和少數合成礦物。氧化鋁產(chǎn)品強度高，常溫耐壓強度高2000MPa;常溫抗折強度可達250MPa以上，1000℃還有抗折強度150MPa。高密度氧化鋁產(chǎn)品能更好地抵抗鐵、鋁、鎳、釩等熔融金屬的侵蝕；在室溫下，氟化鈉和 濃硫酸不會(huì )被硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸腐蝕，但在高溫下會(huì )侵蝕氧化鋁。氧化鋁對玻璃和爐渣的侵蝕有一定的抵抗力。

剛玉根據不同的制造方法可分為兩類(lèi)：一是以明礬為原料，如棕剛玉、高鋁剛玉；二是從明礬中提取氧化鋁，然后將工業(yè)鋁氧化成剛玉原料，如白剛玉、致密剛玉、燒結剛玉等。各種電熔剛玉的性能見(jiàn)表6-13。

表1 各種電熔剛玉的性能比較

從表1可以看出，就純度和價(jià)格而言，白剛玉最高，其次是致密剛玉，高鋁剛玉再次，棕剛玉最低。白剛玉和致密剛玉均由工業(yè)鋁氧生產(chǎn)。致密剛玉的純度低于白剛玉，但密度高于白剛玉。高鋁剛玉和棕剛玉均由明礬土生產(chǎn)。棕剛玉的純度低于高鋁剛玉，但真實(shí)密度高于高鋁剛玉。

燒結剛玉以工業(yè)鋁氧為原料，經(jīng)磨細壓球，再經(jīng)約1800℃耐火原料由超高溫燒 制成。燒結剛玉致密度高，顯氣孔率低，體積密度低>www.360daili.cn;，顯氣孔率<www.360daili.cn。因此，燒結剛玉的性質(zhì)與電熔剛玉相似：在高溫下具有良好的體積穩定性，不受恢復氣氛的影響，對金屬液體和玻璃液體的侵蝕有一定的抵抗力。

棕剛玉

1.原料特性

棕剛玉是以明礬、無(wú)煙煤、鐵屑為原料，在電弧爐中熔化、熔化、脫硅、脫鐵、減鈦、冷卻而成。

冶煉棕剛玉時(shí)，明礬熔化后，由于密度小，漂浮在熔化液的上層；鐵屑熔化后，由于密度高，沉降到熔化液的下部。同時(shí)，無(wú)煙煤中的碳將是明礬SiO?，Fe?O?,TiO?還原成金屬。這些金屬與鐵屑形成的金屬熔體混合，形成密度較高的硅鐵合金，在爐底沉降。然后，剛玉熔液冷卻，結晶后形成剛玉晶體。因為它含有雜質(zhì)，用這種方法獲得的剛玉是棕色的，所以被稱(chēng)為棕剛玉。棕剛玉氧化鋁含量可達97%以上，研磨能力強www.360daili.cn(金剛石的研磨能力為1)，具有一定的韌性，抗破碎性強，價(jià)格低廉，廣泛應用于耐火材料和磨料工具中。

2.技術(shù)指標

GB/www.360daili.cn棕剛玉的技術(shù)條件見(jiàn)表3。

表3 棕剛玉技術(shù)條件

高鋁剛玉

高鋁剛玉，又稱(chēng)亞白剛玉，本質(zhì)上是改進(jìn)棕剛玉工藝的產(chǎn)品。高鋁剛玉純度高，價(jià)格低，為耐火材料提供了新的選擇。但高鋁剛玉生產(chǎn)工藝復雜，工藝參數變化范圍狹窄。如果控制不當，高鋁剛玉的質(zhì)量比其他剛玉原料更容易受到影響。

制造高鋁剛玉的要點(diǎn)：一是深度還原，最大限度地去除雜質(zhì)，只形成少量雜質(zhì)Al?C?等待碳化物；第二，還原后，氧化，向熔池吹氧，或添加Fe?O?,SiO?等氧化劑，破壞形成的碳化物。

高鋁剛玉的優(yōu)點(diǎn)主要體現在性?xún)r(jià)比上。高鋁剛玉氧化鋁含量可達98%以上，但價(jià)格與棕剛玉相似。高鋁剛玉價(jià)格比棕剛玉高12%左右，僅相當于白剛玉價(jià)格的55%左右。

白剛玉

白剛玉以工業(yè)鋁氧為原料，經(jīng)高溫熔煉而成Al?O?含量>98%，呈白色，晶粒大，主晶呈長(cháng)條形或菱形，顯孔率為6%？10%。由于氣孔較多，白剛玉具有脆硬性，研磨能力為www.360daili.cn,略高于棕剛玉(www.360daili.cn)，也是制造高檔耐火材料的主要磨料品種之一。

GB/T www.360daili.cn《普通磨料白剛玉》規定了白剛玉的技術(shù)條件，見(jiàn)表4.

表4 白剛玉技術(shù)條件

從表4可知，GB/www.360daili.cn對白剛玉中的有害物質(zhì)Na?O內容限制過(guò)寬。表4中，Na?O含量最低的www.360daili.cn，最高的達www.360daili.cn。因此，在采購時(shí)，我們必須注意制造商的選擇簽訂合同時(shí)規定Na2O交貨時(shí)檢測含量Na2O的指標。

致密剛玉

1.原料特性

致密剛玉是以工業(yè)鋁氧為原料，加入少量外加劑制成的電熔剛玉。致密剛玉有兩個(gè)特點(diǎn):一是雜質(zhì)總量略高；2用還原氣氛生產(chǎn)。

致密剛玉呈灰白色，氧化鋁含量高≥98%，體積密度≥www.360daili.cn;，顯氣孔率≤4%.致密剛玉SiO?但是含量高于白剛玉NaO其含量明顯低于白剛玉，見(jiàn)兩種剛玉技術(shù)指標對比。

2.技術(shù)指標

我國黑冶金標準YB/www.360daili.cn規定了致密電熔剛玉的技術(shù)條件，見(jiàn)表5。

表5 耐火材料電熔剛玉理化指標

燒結剛玉

燒結剛玉以工業(yè)鋁氧為原料，磨成料球或坯體，www.360daili.cn℃粒狀剛玉材料燒結而成。一般要求燒結剛玉Al?O?含量>www.360daili.cn，真密度>www.360daili.cn;，體積密度>www.360daili.cn;，顯氣孔率<5%。

板剛玉以其剛玉晶體在顯微鏡二維截面圖下看起來(lái)像板而得名。但如果恢復成三維圖像，剛玉晶體不一定是板。事實(shí)上，板剛玉只是 高溫燒結的高純剛玉原料。在板剛玉中，α-Al?0?晶體充分發(fā)育，晶粒尺寸www.360daili.cn，有很多5個(gè)晶體。15um封閉氣孔。板狀剛玉在性能上優(yōu)于電熔剛玉。

燒結剛玉的性能