镁铁/铁铝尖晶石耐火材料的物理化学性能http://www.zzcync.com/

1.铁氧系统

铁氧系统是被细致研究过的系统。图中表示了温度和CO分压不同时，各种FeO2的存在条件。图中1线以下区域是Fe2O3稳定存在的相区。1线以上，2、3线以下是Fe3O,稳定存在的相区。3、4线之间是FeO稳定存在的相区。2、4线以上则是金属Fe稳定存在的相区。

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由图可知：Fe2O3很容易被还原，只要CO浓度稍一增高，Fe2O3就可能被还原成Fe3O4。另外，在570℃以下FeO不能存在。但是，570℃以上，随温度的增高，FeO能够存在的区域越来越宽。FeO不是纯物质，只不过是一种成分接近FeO、氧含量变化很大的固溶体。这就说明，很难得到高纯的FeO。就算制得了纯FeO,温度降低后也会分解。图显示了不同温度时FeO,(下角“ss”代表固溶体，下同）和Fe30...成分变化的范围。

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2.镁铁系统

依工作条件不同，可将镁铁系统近似简化为FeO-MgO系统或MgO-Fe2O3系统。一般情况下，处于还原气氛时，简化为前者；处于氧化气氛时，简化成后者。其中，FeO-MgO系统的相图如图所示。

由图可知，FeO和MgO形成连续固溶体，MgO能够大量吸收FeO而不形成液相。如在FeO-MgO二元混合物中，MgO吸收40%(质量分数）的FeO后，熔点仍高达2000℃以上。如果将（Fe,Mg)Os置于氧化性气氛中，部分Fe2+将转化成Fe3+,MgO-Fe2O3系统的相图如图所示。

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从图可知，MgO-Fe2O3系统有两个特点：其一，该二元系中含有镁铁尖晶石，其熔点达1720℃；其二，随温度升高，方镁石能够固溶越来越多的Fe2O3,温度降低后，又会从方镁石中析出镁铁尖晶石。

镁铁尖晶石（MF)的化学式为MgO·Fe2O3,其中MgO占20.16%,Fe2O3占79.84%,为等轴晶系黑色矿物，n=1.78,硬度7.8,相对密度4.1,热膨胀系数7.1×10-6K-1,1720℃时不一致熔融为含铁液相和方镁石固溶体。这些性质对镁铁砖的显微结构和理化性能有重要影响。

3.铁铝系统

如果处于强还原气氛，FeO,主要以FeO的形式存在，FeO和Al2O3反应，形成铁铝尖晶石。如果处于弱还原气氛下，一部分Fe形成FeO;另外一部分F形成Fe3O,即形成FeO·(A1,Fe)2O3连续固溶体。

从图可知，只有存在金属Fe时，才可以制出纯的铁铝尖晶石FeO·Al2O3。所以，合成铁铝尖晶石时最好采用电熔工艺，或者加入金属铁在强还原气氛下烧成。一般情况下，在烧成和使用中气氛为中性，最多也是弱还原性。所以，铁铝尖晶石中部分Fe2+将会氧化成Fe3+,纯铁铝尖晶石也依位置不同会转变成为镁铁/镁铝/铁铝尖晶石或简称为镁铁铝复合尖晶石。