通過(guò)在A12O3—SiO2系磚中引入ZrO2改善莫來(lái)石的組織結(jié)構(gòu)，可提高莫來(lái)石的抗化學(xué)侵蝕性、耐熱震性并降低膨脹系數(shù)，這種含ZrO2的莫來(lái)石磚，通稱為鋯莫來(lái)石磚，一般由電熔法制得，也有用燒結(jié)法生產(chǎn)的。
燒結(jié)鋯莫來(lái)石磚是采用工業(yè)氧化鋁和鋯英石精礦作為原料，通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)工藝，把氧化鋯引入到莫來(lái)石基質(zhì)中制成的特種耐火材料。
將氧化鋯引入到莫來(lái)石磚中，利用氧化鋯的相變?cè)鲰g可以大幅度地提高莫來(lái)石材料的高溫力學(xué)性能。氧化鋯對(duì)莫來(lái)石材料的燒結(jié)具有促進(jìn)作用，ZrO2的加入，由于低熔點(diǎn)物的產(chǎn)生和空位的形成可以加速ZTM材料的致密化燒結(jié)過(guò)程。當(dāng)ZrO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％時(shí)，在1530℃燒成的坯體的相對(duì)理論密度達(dá)到98％，強(qiáng)度達(dá)378MPa，韌性達(dá)4.3MPa·m1/2。
以工業(yè)氧化鋁和鋯英石為原料，通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)制成的鋯莫來(lái)石磚，因反應(yīng)和燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行，工藝過(guò)程控制比較困難。通常，在燒成時(shí)先在1450℃保溫，使其致密化，然后再升溫至1600℃進(jìn)行反應(yīng)，ZrSiO4在大于1535℃分解成ZrO2和SiO2，其中SiO2和Al2O3反應(yīng)生成莫來(lái)石，由于ZrSiO4分解時(shí)有一部分液相出現(xiàn)，并且ZrSiO4的分解可使顆粒細(xì)化，增加比表面積，從而促進(jìn)燒結(jié)。
研究表明，在鋯英石的加入量小于54.7％時(shí)，隨著鋯英石加入量的增加，燒結(jié)試樣的顯微結(jié)構(gòu)由柱狀剛玉構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)逐漸過(guò)渡到由柱狀莫來(lái)石構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。試樣的高溫抗折強(qiáng)度(1400。C)也隨氧化鋯含量的增加而增大，在氧化鋯含量為23.7％時(shí)出現(xiàn)一較大值，而后強(qiáng)度下降。鋯英石的加入有助于抗熱震性的提高。
電熔鋯莫來(lái)石磚理化指標(biāo)：
| 項(xiàng)目 Ltem |
75莫來(lái)石磚 Mullite brick |
70莫來(lái)石磚 Mullite brick |
65硅線石磚 Sillimanite brick |
60硅線石磚 Sillimanite brick |
55硅線石磚 Sillimanite brick |
紅柱石 |
| AL2O3% | ≥75 | ≥70 | ≥65 | ≥60 | ≥55 | ≥53 |
| SiO2% | ≤23 | ≤25 | ≤32 | ≤37 | ≤42 | － |
| Fe2O3% | ≤0.5 | ≤0.8 | ≤1.0 | ≤1 | ≤1.5 | ≤1.7 |
| TiO2% | － | － | － | － | － | ≤0.6 |
| K2O+Na2O% | － | － | － | － | － | ≤0.6 |
| 體積密度g/cm3
Bulk density |
≥2.7 | ≥2.6 | ≥2.5 | ≥2.3 | ≥2.3 | ≥2.4 |
| 顯氣孔率% Apparent porosity |
≤18 | ≤18 | ≤18 | ≤19 | ≤20 | ≤20 |
| 常溫耐壓強(qiáng)度MPa Cold crushing strength |
≥80 | ≥65 | ≥60 | ≥60 | ≥50 | ≥60 |
| 荷重軟化開(kāi)始溫度℃（0.2MPa ，0.6%） Refractoriness under load |
≥1680 | ≥1680 | ≥1650 | ≥1600 | ≥1580 | ≥1600 |
該系列制品主要用于鋼鐵、化工、玻璃、陶瓷等工業(yè)部門的熱工窯爐的各部位內(nèi)襯。
