熱處理時間對焦爐硅磚的顯微結構的影響

　　未處理過的焦爐硅磚中SiO2是以玻璃態存在的，肉眼很容易觀察到玻璃態的顆粒嵌入在基質中。但是一旦經過熱處理后由于熔融石英的脫玻，玻璃態的顆粒消失了完全與基質融為一體。硅磚宏觀形貌的改變是熔融石英在熱處理過程中析晶和方石英的形成的非常直觀的表現形式。

　　另外，對于不同保溫時間熱處理后的硅磚顯微結構的分析結果。由之前介紹的分析結果所知，1400℃下保溫25h的硅磚析晶程度較大，其中方石英的含量達到了80%。所以，我們將對比未處理過的硅磚和1400℃下保溫25h的硅磚樣品的顯微結構，從而探究熔融石英的析晶過程以及相變對于硅磚顯微結構的影響。顆粒上析晶的區域中存在大量貝殼狀裂紋，這些細微的裂紋是熔融石英在析晶過程中的體積變化所導致的。由之前介紹中對不同熱處理時間處理后的硅磚進行的XRD定量分析可知，該焦爐硅磚熱處理后主要析出的為方石英晶體，其中鱗石英的析出量可以忽略，也就是說顆粒中貝殼狀裂紋的區域為析出的方石英。

　　在1400℃下保溫25小時后的硅磚中出現的由顆粒表面向基質中延伸的裂紋路徑，這些裂紋是由于熔融石英在熱處理過程中的析晶和相變過程引起的。由于熔融石英顆粒的析晶過程是由其顆粒表面開始的，那么由于析晶過程而產生的裂紋大部分會由顆粒的表面向基質中擴展。這樣的裂紋對于焦爐硅磚的機械性能有相當大的影響，當材料受力發生斷裂后，其裂紋在材料中的擴展過程中會因為這些位于熔融石英顆粒表面的微裂紋發生更多的沿晶斷裂，導致材料強度下降。

　　硅磚在1400℃下保溫后，不僅出現了熔融石英析出方石英這一現象，同時也發生了燒結的過程。原始的硅磚中存在著大量的微小氣孔，在經過1400℃熱處理后，由于顆粒界面移動，排出開口氣孔，同時部分原本的微小氣孔部分聚集在一起形成了體積較大的氣孔。焦爐硅磚在1400℃的熱處理后出現燒結過程是由于硅磚在生產過程中較低的燒結溫度，為了避免硅磚中熔融石英的析晶，其生產過程中的燒結溫度一般低于1100℃。因此，硅磚普遍存在欠燒的現象，當硅磚被加熱到1400℃后，欠燒的部分燒結過程繼續進行。