12.根据图 -21((Al)_(2)(O)_(3)-Si(O)_(2) 系统相图)说明:(1)铝硅质耐火材料:硅砖(含-|||-(O)_(2)gt 98% 黏土砖(含 _(2)(O)_(3)35% sim 50% 高铝砖(含 _(2)(O)_(3)60% sim 90% 刚玉砖-|||-(含 _(2)(O)_(3)gt 90% 内,各有哪些主要的晶相?(2)为了保持较高的耐火度,在生产硅砖时-|||-应注意什么?(3)若耐火材料出现40%的液相便软化不能使用,试计算含40%(质量分数)-|||-Al2O3的黏土砖的最高使用温度。-|||-含量/%(质量分数)-|||-20 40 60 80 2050-|||-2000 L-|||-+(A)_(3)(S)_(2) 固溶体-|||-1850 +(Al)_(2)(O)_(3)-|||-L+SiO2-|||-1800 E2 1840-|||-1723-|||-幽 1600 +(A)_(3)(S)_(2) 溶体-|||-+(A)_(3)(S)_(2) 固溶体 Al2O3-|||-E1 1595-|||-1400-|||-_(1)(O)_(2)+(A)_(3)(S)_(2) 固溶体 A3S2固溶体-|||-1200-|||-SiO2 20 40 60 80 Al2O3-|||-含量/%(摩尔分数)-|||-图 6-21

1. 考查要点：本题主要考查对Al₂O₃-SiO₂相图的理解，包括不同成分耐火材料的晶相组成、低共熔点对耐火度的影响，以及利用杠杆规则计算最高使用温度。
2. 解题核心：
   • (1) 根据材料中Al₂O₃和SiO₂的含量，在相图中定位对应区域，判断存在的晶相。
   • (2) 明确SiO₂的熔点特性及杂质Al₂O₃对低共熔点的影响，理解耐火度与液相生成的关系。
   • (3) 应用杠杆规则结合相图，计算液相量达40%时的温度。

第（1）题

硅砖（SiO₂ > 98%）

• 定位相图：SiO₂含量极高的区域（接近纯SiO₂）。
• 晶相：主要为SiO₂固相和少量莫来石固溶体（2Al₂O₃·2SiO₂）。

黏土砖（Al₂O₃ 35%~50%）

• 定位相图：Al₂O₃含量中等，处于SiO₂固溶体区域。
• 晶相：主要为SiO₂固溶体（A₃S₂）。

高铝砖（Al₂O₃ 60%~90%）

• 定位相图：Al₂O₃含量较高，跨越SiO₂固溶体和Al₂O₃固溶体区域。
• 晶相：分为两部分：
  • 60%~72% Al₂O₃：以SiO₂固溶体（A₃S₂）为主。
  • 72%~90% Al₂O₃：以Al₂O₃固溶体（A₃S₂）为主。

刚玉砖（Al₂O₃ > 90%）

• 定位相图：接近纯Al₂O₃区域。
• 晶相：主要为Al₂O₃固相。

第（2）题

• 关键点：SiO₂的熔点为1723℃，但少量Al₂O₃会显著降低其低共熔点。
• 措施：严格控制原料纯度，避免混入Al₂O₃，防止液相过早生成，保持耐火度。

第（3）题

应用杠杆规则

• 相图分析：在Al₂O₃ 40%处，液相量达40%时对应温度为低共熔点附近。
• 计算步骤：
  1. 设低共熔点成分为$x$，根据相图数据列方程：$\dfrac{0.6-0.4}{0.6-x}=0.4$。
  2. 解得$x \approx 0.1$，对应温度约为1670℃。