题目
根据Al2O3－SiO2系统相图说明：（1）铝硅质耐火材料：硅砖（含SiO2＞98％）、粘土砖（含Al2O335％～50％）、高铝砖（含Al2O360％～90％）、刚玉砖（含Al2O3＞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40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度。
根据Al2O3－SiO2系统相图说明：（1）铝硅质耐火材料：硅砖（含SiO2＞98％）、粘土砖（含Al2O335％～50％）、高铝砖（含Al2O360％～90％）、刚玉砖（含Al2O3＞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40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度。
题目解答
答案
（1）硅砖（含SiO2>98%）主要晶相：SiO2、2Al203·2SiO3固溶体（莫来石），粘土砖（含Al20335～50%）主要晶相：SiO2、A3S2，高铝砖（含Al20360～90%）主要晶相：60～72%A3S272～90%Al203、A3S2。（2）为了保持硅砖的耐火度，要严格防止原料中混如Al202。SiO2熔点为1723℃，SiO2液相很陡，加入少量的Al203后，硅砖中会产生大量的液相，SiO2的熔点剧烈下降。如加入1wt%Al203，在低共熔点（1595℃）时产生的液相量为1/5.5=18.2%，会使硅砖的耐火度大大下降；（3）根据相图，当出现40%液相时，由杆杠规则可知，，得x=0.1，在相图中作出析晶路线，可以估计出粘土砖的最高温度约为1670℃。Al2O3－SiO2系统相图
解析
步骤 1：确定各耐火材料的主要晶相
根据Al2O3-SiO2系统相图，不同成分的耐火材料在高温下会形成不同的晶相。硅砖（含SiO2>98%）主要晶相为SiO2和莫来石（2Al2O3·2SiO2）。粘土砖（含Al2O335～50%）主要晶相为SiO2和莫来石。高铝砖（含Al2O360～90%）主要晶相为莫来石和刚玉（Al2O3）。刚玉砖（含Al2O3>90%）主要晶相为刚玉。
步骤 2：保持硅砖耐火度的注意事项
为了保持硅砖的耐火度，需要严格控制原料中的Al2O3含量。因为SiO2的熔点为1723℃，而加入少量的Al2O3后，硅砖中会产生大量的液相，导致SiO2的熔点急剧下降。例如，加入1wt%的Al2O3，在低共熔点（1595℃）时产生的液相量为1/5.5=18.2%，这会大大降低硅砖的耐火度。
步骤 3：计算含40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度
根据相图，当出现40%液相时，由杠杆规则可知，含40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度约为1670℃。这是因为当出现40%液相时，粘土砖的耐火度会大大降低，不能继续使用。
根据Al2O3-SiO2系统相图，不同成分的耐火材料在高温下会形成不同的晶相。硅砖（含SiO2>98%）主要晶相为SiO2和莫来石（2Al2O3·2SiO2）。粘土砖（含Al2O335～50%）主要晶相为SiO2和莫来石。高铝砖（含Al2O360～90%）主要晶相为莫来石和刚玉（Al2O3）。刚玉砖（含Al2O3>90%）主要晶相为刚玉。
步骤 2：保持硅砖耐火度的注意事项
为了保持硅砖的耐火度，需要严格控制原料中的Al2O3含量。因为SiO2的熔点为1723℃，而加入少量的Al2O3后，硅砖中会产生大量的液相，导致SiO2的熔点急剧下降。例如，加入1wt%的Al2O3，在低共熔点（1595℃）时产生的液相量为1/5.5=18.2%，这会大大降低硅砖的耐火度。
步骤 3：计算含40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度
根据相图，当出现40%液相时，由杠杆规则可知，含40mol％Al2O3的粘土砖的最高使用温度约为1670℃。这是因为当出现40%液相时，粘土砖的耐火度会大大降低，不能继续使用。