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磷酸耐火澆注料在常溫下，與硅酸鋁質材料一般不反應(鐵除外)，需加熱使結合劑脫水縮合并將骨粉料粘附膠結起來，從而獲得常溫強度;當加氧化鎂細粉后，與磷酸迅速反應形成Mg(H2PO4)2、MgHPO4和Mg3(PO4)2，致使耐火澆注料凝結硬化。當加鋁酸鹽水泥后， 則形成含水的磷酸一氫鈣或磷酸二氫鈣。高鋁水泥與磷酸反應產物的差熱和X-射線分析，如圖1所示。其反應產物為二水磷酸一氫鈣，97℃和219℃為脫水吸熱峰，X-射線的特征峰為7.57Å、42.4Å和3.05Å。主要化學反應式為：

這就是說，磷酸耐火澆注料的硬化機理是，磷酸根離子奪取促凝劑中的金屬陽離子或銨離子等，形成具有良好膠凝性的磷酸鹽、含水磷酸鹽或使生成物沉淀所致;磷酸鹽、硫酸鋁和聚合氯化鋁等結合劑配制的耐火燒注料，當加促凝劑時，其硬化機理與此類同;凝結硬化速度取決于促凝劑的種類和用量。

圖2-4-1反應產物的差熱(a)和X-射線(b)分析

磷酸及磷酸鹽耐火澆注料在加熱過程中，其物理化學變化是很復雜的。它與耐火粉料或外加劑之間反應，生成磷酸鹽，而其本身經42.5 ~ 250℃加熱脫水轉化為焦磷酸(H4P2O7 ) 或焦磷酸鹽，這種反應是可逆的。在250 ~ 450℃范圍內，進一步脫水轉化為偏磷酸(HPO3) 或偏磷酸鹽，P2O5開始逐步升華。隨著溫度的繼續提高，將發生聚合、多縮聚合以及膠結粘附等作用，同時形成陶瓷結合，使耐火澆注料獲得強度和其他高溫性能。其聚合過程如下：

當用硅酸鋁質熟料作原料時，主要礦物相為莫來石(A3S2)加熱過程將發生如下反應：

這就是說，在200℃左右之前，是磷酸二氫鋁起膠結作用。如加高鋁水泥，則生成的含水磷酸一氫鈣起**作用，使耐火澆注料獲得較高的強度;在400~500是的范圍內，是偏磷酸鋁起作用，強度無大變化;然后是磷酸鋁(AlPO4)起作用，但有晶型轉變，致使中溫強度略有下降;1200℃之后，生成穩定的方石英型AlPO4，強度開始回升。

當超過1300℃之后，AlPO4分解為Al2O3和氣態P2O5，強度又略有降低。其后陶瓷結合 的形成，又提高了強度。磷酸鋁晶體結構與石英相似，晶變過程也類同。AlPO4加熱時的晶型轉變如下：

另外、對于磷酸耐火燒注料的強度來說，膠結粘附作用在低溫時起**作用，即通過氫原子搭橋耐發生結合。

綜上所述，磷酸耐火澆注料的凝結硬化和加熱時的化學變化，表現在強度特征上就是: 上升一少許下降一繼續上升一微有下降。同時也影響其他高溫性能。

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