剛玉莫來石磚的特點是結晶的溫度范圍窄和導熱性小,因此,它的硬化過程實際上是連續的。
大型電熔磚的熔體在這種連續硬化的條件下,由于沿其斷面的溫度場的不均勻,會產生內、外裂紋。在熔體硬化期間,裂紋先從電熔磚內部產生,后才出現在外表面。
根據研究,這種裂紋的形成機理可用下列方式簡略地表示出來。在熔體冷卻的前列階段,電熔磚的外表面形成有彈性的外殼(。在冷卻的第二階段整個熔體硬化,而在電熔磚的斷面上產生溫度差。這時它里面還沒有應力,因為在前一段時間內,電熔磚的中心還處于塑性狀態,它能緩沖外殼收縮形成的壓應力。一在進一步冷卻時,電熔磚已完全硬化。
由于保溫箱的保溫抑制作用,電熔磚的中心溫度要比表面溫度下降得快,電熔磚的溫度梯度開始減小，如果電熔磚完全硬化之后,中心有溫差
但實際上不會出現這種情況,因為電熔磚的整個尺寸早已由于表面硬化而固定。因為電熔磚中心溫度的變化超過它在表面的變化。所以中心部分在保持長度時就要經受拉應力。當這個拉應力超過材料木身在該溫度下的大抗拉強度時,制品內部就產生裂紋,并根據溫度差的大小,裂紋或保持在內部,或延伸到表面上,而成為可見的裂紋。這種裂紋通常稱為熱裂紋。
另外,電熔鋯剛玉磚的熔體在冷卻析晶過程中,還會因晶型轉化而產生較大的體積變化,特別是高溫型的立方晶系在1008℃以下轉化為單斜晶系的斜鋯石時,會伴隨著較大的體積膨脹。
所以,我們在電熔磚的斷面上除了看到有熱裂紋之外,有時還可以看到一些網狀裂紋,后者多半是在斜鋯石發生晶型轉化時產生的應力所造成的。
因此,我們在選擇退火工藝和制定退火制度時,都考慮上述兩個因素,以避免電熔磚在冷卻析晶過程中,產生過大的應力,而導致裂紋。
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