原位形成ZnAl2O4对含尖晶石氧化铝浇注料性能的增强机制及工程应用研究

研究人员通过添加ZnO探究了原位形成ZnAl2O4对预合成与原位MgAl2O4尖晶石-氧化铝水泥基浇注料性能的影响。实验采用铝酸钙水泥结合剂，通过Dinger-Funk模型调控流变特性，发现ZnAl2O4的生成显著提升了材料致密度、力学性能及抗渣腐蚀性，为高性能耐火材料设计提供了新思路。

　　

这项研究深入解析了氧化锌(ZnO)添加剂在含尖晶石(MgAl₂O₄)氧化铝浇注料体系中的神奇作用。当2wt.%的ZnO被引入含10-20wt.%预合成尖晶石或2.8-5.6wt.%氧化镁(MgO)的原位体系时，高温下会自发形成锌铝尖晶石(ZnAl₂O₄)。

通过铝酸钙水泥(CAC)作为粘结剂，配合Dinger-Funk模型(分布系数0.21/0.29)精准调控流变性能。经1550°C热处理后，显微结构分析揭开了性能提升的奥秘：新生的ZnAl₂O₄与原有MgAl₂O₄形成固溶体，这种"合金化"效应不仅增强了材料致密度，还赋予其优异的抗热震性和抗熔渣侵蚀能力。能谱分析(EDAX)证实了这种微观结构的优化，为开发新一代高性能耐火材料提供了重要理论依据。