二氧化钛对镁砖性能的影响及改善措施

1、对显气孔率的影响

以ω(TiO2)加入量为2%为界，在TiO2加人量低于2%时，MgO-Sp砖显气孔率则随TiO2加入量的增加几乎成直线下降；而TiO2加人量高于，MgO-Sp砖显气孔率则随TiO2加入量的增加而上升。研究结果还发现.，加人TiO2的MgO-Sp砖在显气孔率下降的同时，气孔尺寸也明显地减少了。这显然是因为加入TiO2之后导致形成MgO- Al2O3-TiO2系液相，它明显地促进了材料的烧结。

通过对显微结构研究发现，在加TiO2的MgO-Sp砖中，方镁石的晶界不明显，MgO-MgO的直接结合发达，TiO2同镁砂中的 CaO成分反应形成了CaO·TiO2,促进了MgO-MgO,MgO-Sp， Sp-Sp和MgO-CaOTiO2等的直接结合。产生这些现象的原因是因为MgO-Al2O3-TiO2系液相在促进材料烧结之后，即被MgO 和Sp所吸收，形成了高熔点物相。与此同时，分布在晶界中的少量TiO2也与CaO反应生成高熔点CaO·TiO2。这相当于从晶界相中除去部分CaO,提高了直接结合程度。

2、对高温性能的影响

进一步研究得出，加入TiO2的MgO-Sp砖和未加TiO2的MgO-Sp砖，1300℃时的高温抗折强度基本相等，但在1400°C时，前者则明显高于后者。这也是因为加入TiO2的MgO-Sp砖在烧成时形成MgO-Al2O3-TiO2系液相，促进烧结，而后液相被吸收，固溶于尖晶石中，增加了固相的直接结合，从而提高了1400°C以上的高温抗折强度。

高温抗折强度正好与显气孔率相对应，即是气孔高的MgO-Sp砖，其高温抗折强度低，反之则高。加入2%TiO2时，其高温抗折强度最高，显气孔最低。这显然是与TiO2可强化MgO-Sp砖的陶瓷结合，使粒子之间结合牢固相联系的。

3、对热稳定性的影响

加TiO2的MgO-Sp砖，其抗热震性随其Al2O3含量的增加而提高，并且明显的髙于MgO-Cr2O3砖。

这与砖中方镁石和尖晶石的直接结合程度高相吻合。正如显微结构研究所发现的那样，由于骨料周围微裂纹较多，从而阻止了裂纹的扩展。

4、对抗蚀性的影响

当研究加入1% TiO2的MgO-Sp砖抗渣性时发现，在1750°C的回转试验中，对于含Al2O3和FeO的CaO-SiO2渣，MgO-Sp砖的抗蚀性能随砖中Al2O3含量 的增加而下降。当砖中的Al2O3不太高时，对于低碱度渣的耐侵蚀性则略差于MgO-Cr2O3砖，而对于高碱度渣则次于MgO-Cr2O3砖。所示MgO-Sp砖中AI2O3/TiO2比对抗渣性的影响。它们表明，MgO-Sp砖Al2O3/TiO2≤7(摩尔比，在TiO2≤2%)时，在低碱度渣的情况下其抗渣性低于MgO-Cr2O3砖，而在高碱度淹的情况下却高于MgO-Cr2O3砖。渣蚀后的残砖表面的镁砂骨料未溶于渣中，而以完好的形式凸出于基质中。这说明含TiO2的MgO-Sp砖对于含Al2O3和FeO的高碱度渣具有较高的抵抗能力。

回转试验的结果表明，随着TiO2的添加量增加，可以抑制熔渣成分的渗透量（渣成分为5%MgO,5%Al2O3,45%CaO,45% SiO2)。其中ω(TiO2)添加量2%的渣蚀残砖没有发现与工作面平行的剥落现象，也就是说在实炉中使用时，没有产生龟裂，仅从工作面产生了平滑的熔损，但距工作面约15mm0处发生了变色，熔渣成分渗透约20mm(无TiO2砖则渗透到砖的内部)。与未加TiO2的MgO-Sp砖相比，加TiO2地砖可抑制其熔损的效果大约高40%。

在RH真空脱气装置的浸渍管上进行实炉试用时，结果获得与MgO-Cr2O3砖同等的耐用性。通过对用后砖切截面观察发现，在加TiO2的MgO-Sp砖的渗透层为3040 mm，亦与MgO- Cr2O3砖相当，但渗透层后部却没有MgO-Cr2O3砖那样的组织脆化，仍然保持健全的组织结构，这表明它具有较高的耐用性能。