热处理时间对焦炉硅砖的显微结构的影响

　　未处理过的焦炉硅砖中SiO2是以玻璃态存在的，肉眼很容易观察到玻璃态的颗粒嵌入在基质中。但是一旦经过热处理后由于熔融石英的脱玻，玻璃态的颗粒消失了完全与基质融为一体。硅砖宏观形貌的改变是熔融石英在热处理过程中析晶和方石英的形成的非常直观的表现形式。

　　另外，对于不同保温时间热处理后的硅砖显微结构的分析结果。由之前介绍的分析结果所知，1400℃下保温25h的硅砖析晶程度较大，其中方石英的含量达到了80%。所以，我们将对比未处理过的硅砖和1400℃下保温25h的硅砖样品的显微结构，从而探究熔融石英的析晶过程以及相变对于硅砖显微结构的影响。颗粒上析晶的区域中存在大量贝壳状裂纹，这些细微的裂纹是熔融石英在析晶过程中的体积变化所导致的。由之前介绍中对不同热处理时间处理后的硅砖进行的XRD定量分析可知，该焦炉硅砖热处理后主要析出的为方石英晶体，其中鳞石英的析出量可以忽略，也就是说颗粒中贝壳状裂纹的区域为析出的方石英。

　　在1400℃下保温25小时后的硅砖中出现的由颗粒表面向基质中延伸的裂纹路径，这些裂纹是由于熔融石英在热处理过程中的析晶和相变过程引起的。由于熔融石英颗粒的析晶过程是由其颗粒表面开始的，那么由于析晶过程而产生的裂纹大部分会由颗粒的表面向基质中扩展。这样的裂纹对于焦炉硅砖的机械性能有相当大的影响，当材料受力发生断裂后，其裂纹在材料中的扩展过程中会因为这些位于熔融石英颗粒表面的微裂纹发生更多的沿晶断裂，导致材料强度下降。

　　硅砖在1400℃下保温后，不仅出现了熔融石英析出方石英这一现象，同时也发生了烧结的过程。原始的硅砖中存在着大量的微小气孔，在经过1400℃热处理后，由于颗粒界面移动，排出开口气孔，同时部分原本的微小气孔部分聚集在一起形成了体积较大的气孔。焦炉硅砖在1400℃的热处理后出现烧结过程是由于硅砖在生产过程中较低的烧结温度，为了避免硅砖中熔融石英的析晶，其生产过程中的烧结温度一般低于1100℃。因此，硅砖普遍存在欠烧的现象，当硅砖被加热到1400℃后，欠烧的部分烧结过程继续进行。