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电子工业窑炉设计方案与耐火材料的选料难题整

文章出处:未知 人气: 发表时间:2019-06-13 15:56
窑炉的质量与耐火材料的性能和合理使用关系密不可分。纵观多年来电子材料行业使用耐火材料的情况分析,电子工业窑炉与耐火材料的质量相互依存、相互影响。 
 
  窑体耐火材料特别是内衬材料不仅要长期承受高温、荷重、温度变化外,电子元件在烧成过程中,它的化合物、有机结合剂、无机改性剂等产生的挥发对内衬材料产生侵蚀;因此,电子元件烧成窑炉的内衬材料必须具有良好的耐气体侵蚀能力。特别是气氛炉,由于烧成过程中是在无氧条件下,对内衬耐火材料中的Fe2O3杂质被还原成FeO,并伴有一定的体积变化,引起内衬结构疏松;同时FeO与内衬材料中的SiO2等成分反应生成低熔物质,使衬体发生软化变形,并向窑内倾斜,严重时造成塌窑。 
耐火材料
  目前高温窑炉耐火材料主要材质有:高铝、刚玉、刚玉结合莫来石、碳化硅、硅线石等。窑炉的主体由低、中、高不同温区内衬材料和各类保温材料组合而成,尤其是高温区段为窑炉的主体核心部位。其设计的要求为耐火度高、致密性好、强度高等特点。目前一般均采用氧化铝含量高的刚玉结合莫来石材质(刚玉成份大于莫来石成份)。 
 
  但由于该材料自身比重高,带来膨胀系数大、热稳定性差等缺陷。近年来,随着国外先进窑炉技术的大量引进,显示高温窑炉主体材料,其材质以莫来石为主要原料,其特点是:组织结构致密,开口气孔小,比重较刚玉轻,热膨胀系数小,高温热稳定性好,抗腐蚀性强等优点。
 
  根据实验显示,烧结合成莫来石制品在使用过程中的抗侵蚀能力,明显优于刚玉莫来石制品,由于烧结合成莫石制品的密度与刚玉结合莫来石制品相差近10%,因此,同等体积,价格不变的情况下,材料成本降低近10%;其次,烧结莫来石制品的导热性能低于刚玉结合莫来石制品,有明显的节能效果;第三,烧结莫来石制品的显气孔率明显低于刚玉结合莫来石制品,特别是应用于氮气气氛的窑中,明显降低了烧结物在高温下释放的有害物质对炉壁耐火材料的侵蚀作用,从而延长了窑炉的使用寿命,间接地降低了能耗。 
 
  目前我国的合成莫来石原料和加工工艺已达到一定水平,能够满足以上制品指标的需求。
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