保温时间对焦炉硅砖的物相组成的影响

　　不同保温时间热处理后的焦炉硅砖中主要物相为方石英，另外还有微量的鳞石英，且其含量随着保温时间的增加基本保持稳定。方石英的含量随保温时间的增加而增加，且保温时间为0h时方石英含量已达到33%，对比未进行热处理的原砖方石英晶体的析出量达到26%。

　　熔融石英在高温下析晶主要是因为熔融石英分子式中氧含量低于普通SiO2中的氧含量，其分子式为SiO2-x，与方石英的分子式SiO2不尽相同。原因可以从金属氧化物加热时，会从高价向低价转化和熔体的结构变化方面来解释。在高温氧化气氛下，氧原子通过热扩散渗入熔融石英的表面，弥补了原来熔融石英中阴离子空缺的位置，所以原先的局部表面层就形成和SiO2分子式相同的微晶结构，这个时候依然是属于无序的状态，微晶结构更进一步转变为有序的方石英，熔融石英在高温氧化气氛下，容易转化为方石英，在还原气氛下则反之。有人在空气中加热开口和闭口的石英玻璃管至1300℃，并保温1~15h，在开口管的外表面和内表面都发生了析晶，闭口管的内表面并无析晶，还发现熔融石英转变为方石英时，因氧化导致的重量增加约为0.1%。采取必要的措施使得熔融石英氧含量达不到分子式SiO2的数值，发生析晶就会很困难。

　　结晶和熔化时相反的过程，正常情况下，将熔体冷却到熔化温度就会出现结晶。结晶的两个过程起主要作用，及晶核成形及结晶速度。而晶核的形成在较低温度时减慢，需要较长的酝酿期。较高温度下，粘度减小，成核速率会加快，所以温度是影响析晶的一个很重要因素。而如有外界杂质的加入，会使得玻璃相过早形成液相，降低玻璃态粘度，也会减小从玻璃相越过界面转入晶相所需要活化能，所以严格控制外界杂质的进入可以一定程度上避免析晶。本文中，主要探究的是保温时间对熔融石英的结晶化影响，在其他条件一定的情况下，结果表明熔融石英的析晶程度随着时间的增加而增加。那么在焦炉的服役过程中，熔融石英会在长期的受热过程中缓慢析出方石英，同时其微结构也在不断的被破坏，就会导致焦炉硅砖的损坏甚至是崩塌。

　　除了方石英外，热处理后的硅砖中还发现了微量的鳞石英，主要是因为原砖中杂质成分的存在，它们充当了矿化剂的作用，促使了少量的鳞石英的生成，但随着保温时间的增加，其含量没有明显的变化。另外，鳞石英由高温鳞石英相向低温鳞石英相对于焦炉硅砖微结构的影响很小，主要是因为其理论真密度十分相近，六方的高温鳞石英相理论真密度为2.24g/cm3，单斜的低温鳞石英理论真密度为2.32g/cm3。