镁砖分类及不同档次镁砂骨料基质制成的镁砖特性分析

镁砖的微观结构实际上是镁砂微观结构的综合，用一种镁砂制成的镁砖微观结构最简单，但基质部分比较松散，孔隙较多。不同牌号镁砂制成的镁砖微观结构明显不同。用杂质含量高的镁砂制成的镁砖，硅酸盐相较多，MgO晶体圆整，直接结合率低；原料中杂质含量低、超高温烧结的镁砖，硅酸盐较少，直接结合率高。MgO质量分数在98%以上的镁砖，MgO晶体为自形和半自形。真正的晶间直接结合只有在不含硅酸盐、无晶间孔隙的材料中才能最大程度地实现。但反映在高温力学性能上，却表现出相反的结果。 例如海水镁砖的荷重软化温度高于1700℃，而一般烧结镁砖的荷重软化温度为1500～1600℃。

1、普通镁砖：

生产镁砖所用的镁砂主要有天然镁砂和海水镁砂两种，我国镁砖大多采用天然镁砂生产，其镁砂中MgO的质量分数在89%～98%之间，极限粒度一般选用3～5mm。

试验选取两个级别的镁砂配料，91号烧结镁砂和97号高纯镁砂颗粒作为骨料，高纯镁砂作为细粉，制成普通烧成镁砖。普通烧成镁砖的微观结构特点是整体致密性较高，气孔含量较低，但以通孔为主，孔径较大，主晶相为方镁石，砖内以硅酸盐相的胶结为主要结合。

2、中档镁砖：

试验采用的是A级镁砂，即骨料和基质全部采用95号中级镁砂。中级镁砖的微观结构特征比较简单，与中级镁砂相似。但砖体的致密度较低，孔隙较多。这是因为中级镁砂中硅酸盐相含量较少，导致胶结程度较低。

中档镁砖的体积密度和抗压强度均低于普通烧成镁砖，显然单纯以产品的体积密度和常温抗压强度来判断产品的高温性能是不科学的。

3、高纯镁砖：

采用同一牌号的镁砂制造，即骨料和基质均采用高纯镁砂。高纯镁砖的微观结构特征比较简单，与高纯镁砂相似。但基质部分较疏松，气孔率较低。

高纯镁砖的微观结构可以看出，试样整体结构疏松，孔容较高电熔镁砂，与中档镁砖不同，砖内闭孔含量较高，基质部分孔容较大，胶结程度较低。可见，镁砂纯度越高，硅酸盐相含量越低，烧结越困难，所需烧结温度越高。

4、电熔镁砖（再结合镁砖）：

采用电熔镁砂为原料是电熔镁砖（再结合镁砖）的工艺基础，电熔镁砖的组织特征与电熔镁砂基本相同，方镁石与方镁石之间的直接结合程度较高，因此再结合镁砖的致密性高，高温性能优良，抗水化性能比普通镁砖好，缺点是热震稳定性较差。

试验采用同一牌号的镁砂进行制造对比，即骨料和基质部分均采用98号电熔镁砂。电熔镁砖的组织特征比较简单，与98号电熔镁砂相似，基质部分松散，孔隙率较大。98号电熔镁砂的组织特征在骨料和基质结构上有明显的差异，骨料表面光滑，致密程度较高；基质部分松散，孔隙率较大。电熔镁砖基质部分的形貌，基质中孔隙率较大，其原因是电熔镁砂纯度较高，杂质含量较少，造成烧结困难。