铝镁尖晶石浇注料的抗渣渗透机理

铝镁(尖晶石)质浇注料中富含Al2O3和MgO，在熔渣向其内部渗透过程中，熔渣中的CaO和Al2O3由于活性大，分别与浇注料中的反应，生成高熔点的柱状CA6、少量的CA2和MA，并伴有体积膨胀，可阻塞气孔，能抑制熔渣的进一步渗透。随着CA6等矿物的生成，消耗了渣中大量CaO和Al2O3，使渣中SiO2含量增加，粘度增大，渗透能力降低，同时阻碍了渣的进一步渗透;随着MA的生成，基质中含有较多的富铝尖晶石，可捕捉熔渣中的FeO、MnO，即占领阳离子空穴并置换部分MgO而形成复合尖晶石固溶体，能提高浇注料的抗渣性能。浇注料和溶渣中的SiO2，在中高温使用条件下，易与基质中MgO等矿物反应而形成低熔物，并渗透到浇注料的内部。应当指出，虽然熔渣中富含SiO2，能促进共结晶长大，使气孔率降低，并形成较致密的阻档层，抵抗熔渣的渗透。但是，SiO2含量过多，形成的低熔物也多，致使骨料滑移、基质破坏，熔损加快，抗渣性也随之降低。因此，为了减少低熔物的生成和提高材料的抗渗透性，在浇注料配合比设计时，应严格控制SiO2含量。

Mori和Nagai等对铝镁(尖晶石)浇注料的抗渣渗入机理推论如下:

第一步：铝镁(尖晶石)浇注料中的反应：

①形成富氧化铝组成的具有晶格缺陷的尖晶石：

MgO•Al2O3+Al2O3→MgO•nAl2O3(固溶体)

②形成CaO•6Al2O3

CaO•Al2O3+5Al2O3→CaO•6Al2O3

第二步：CaO和SiO2渗入铝镁(尖晶石)浇注料：

③CaO的渗入形成CaO•6Al2O3

CaO+6Al2O3→CaO•6Al2O3

④由于SiO2渗入使烧结尖晶石分解;

⑤由于烧结尖晶石的分解，开始形成富氧化铝组成的具有品格缺陷的尖晶石;

⑥由于SiO2的渗入，靠近热面CaO•6Al2O3晶体发育;

⑦由于CaO•6Al2O3晶体发育而形成致密化结构;

第三步：FeO渗入铝镁(尖晶石)浇注料;

⑧FeO占据具有晶格缺陷的尖晶石中的阳离子空位。