特种耐火材料有哪些特点及常用的矿物原料有哪些？

特种耐火材料的特点
特种耐火材料是从传统陶瓷和普通耐人材料的基础上发展出来。它与普通耐火材料有相同之处，但也有很大的不同。相对于这些普通耐火材料而言，特种耐火材料具有如下特点：
    
(1)特种耐火材料的大多数材质的组成已经出了硅酸盐的范围，而且品位高，纯度高，一般的纯度均在95％以上，特殊要求的在99％以上。所用的原料几乎都是人工合成或是将矿物经过机械、物理、化学方法提纯的化工料，而少直接引用矿物原料。这些材质的熔点都在1728℃以上；
 
(2)特种耐火材料的制造工艺有了很大的发展，已经不局限于干压法。除了应用传统陶瓷的注浆法、可塑法等成型工艺外，还采用了大量的新工艺，诸如等静压、热压注、气相沉积、化学蒸镀、热压、熔铸、等离诅涂、轧膜、等成型工艺，并且成型用的原料大多采用微米级的细粉料；
       
(3)特种耐火材料成型以后的各种坯体需要在很高温度下和在各种气氛环境中烧成，烧成温度一般均在1600～ 2000℃，甚至更高。烧成设备也是多种多样，除了像烧成普通耐火材料用的高温倒焰窑和高温隧道窑外，还经常使用各种各样的电炉，如电阻，炉、电弧炉、感应炉等。这些烧成设备可以提供不同坯体烧成所需的气氛环境和温度，如氧化性气氛、还原性气氛、中性气氛、惰性气氛、真空等。某些特殊电炉的温度可高达3000℃以上；   
 
(4)特种耐火材料的制品更加丰富。它不仅可以制成像普通耐火材料那样的砖、棒、罐等厚实制品，也可以制成像传统陶瓷那样的管、板、片、坩埚等薄形制品，还可以制成中空的球状制品、高度分散的不定形制品、透明或半透明制品、柔软如丝的纤维及纤维制品、各种宝石般的单晶、以及硬度仅次于金刚石的硬制品；
        
(5)特种耐火材料比普通耐火材料具有更良的热性能、电性能、机械性能、化学性能。因此使用范围更加广泛。


常用的矿物原料种类
矿物原料依其矿物相组成和化学组成有以下几类：铝硅酸盐质、碱质、硅质、锆质、碳质等。铝硅酸盐质包含黏土、矾土、叶蜡石、硅线石族等；碱质包含菱镁矿、白云石、石灰岩等；硅质有硅石；锆质有锆英石；碳质有石墨等。
 
一、黏土
 
自然界中硅酸盐岩石经过长期风化作用形成的一种土状矿物，是多种含水铝硅酸盐的混合体。主要矿物相是高岭石（Al2O3·2SiO2·2H2O）。
 
二、矾土
 
铝土矿和矾土矿的总称。矾土的化学成分主要是Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3，约占总成分的95％。
 
三、叶蜡石
 
俗称印章石，化学式为Al2O3·4SiO2·H2O。由于硬度低且灼烧收缩小，可在半成品时进行机械车削加工，烧成后可保持原定形状和尺寸。
 
四、硅线石族
 
指同质异晶结构的硅线石、蓝晶石、红柱石（又称三石），分子式均为Al2O3SiO2，但晶体结构不同。三石加热过程中均产生不同程度的体积膨胀。
 
五、硅石
 
块状硅质原料的统称，其矿物相主要是石英。有多种结晶变体，主要的有石英、鳞石英、方石英以及3种晶型的高低温变体
 
六、菱镁矿
 
主要矿相是菱镁石，主要化学成分是MgCO3。1600～1900℃煅烧后可获得稳定的烧结镁石（MgO）。
 
七、白云石
 
白云石是碳酸钙和碳酸镁的复合盐，分子式为MgCO3·CaCO3。白云石需煅烧成熟料后才能使用。加热过程中，730～760℃开始分解得MgO；880～990℃分解得CaO；1200 ℃MgO和CaO晶体发育生长；1800℃熟料烧结。
 
八、锆英石
 
分子式为ZrO2·SiO2。加热过程中，自1540℃开始分解，产物为单斜氧化锆和石英，伴有体积膨胀。
 
九、铬铁矿
 
多种矿物的混合体，主要成分为FeCr2O4。由于Mg2+总是或多或少存在，故铬铁矿用(Mg,Fe)Cr2O4表示较为妥当。
 
十、石墨
 
石墨可分为晶质石墨和非晶质石墨。自然界中纯碳石墨很少，都含有一定杂质。石墨易氧化，在550℃以上已很显著，故适宜在低氧环境或保护气氛中使用。
 
十一、石灰岩
 
俗称石灰石，主要矿物相是方解石，主要成分是CaCO3，900～1300 ℃煅烧分解，得石灰（CaO）。