01.AL2O3
نقطة انصهار اكسيد الالمونيوم (AL2O3) هي 2050 درجة، والكثافة 3.85~4.0lg·cm-3، ولها موصلية حرارية جيدة واستقرار كيميائي. غالبًا ما يستخدم اكسيد الالمونيوم كجزيئات مجمعة في مواد خنادق الحديد. من المعتقد بشكل عام أن AL2O3 يمكن أن يقلل من نشاط الخبث ويمنع الخبث من تآكل الركام.
فيما يتعلق باختيار جزيئات اكسيد الالمونيوم، يتمتع اكسيد الالمونيوم شبه الأبيض بكثافة حجمية عالية جدًا ومعدل امتصاص للماء؛ اكسيد الالمونيوم الكثيف يحتوي على عدد قليل من الشوائب ومعدل امتصاص الماء منخفض نسبيا؛ وأكسيد الالمونيوم البني لديه معدل امتصاص منخفض نسبيا للماء على الرغم من أنه يحتوي على المزيد من المخلفات. عند استخدام اكسيد الالمونيوم الكثيف والكوراندوم البني كركام، يتم إضافة كمية الماء إليهالمسبوكات الحراريةمنخفض نسبيًا، مما له تأثير كبير على كثافة وخبز المادة القابلة للصب. من منظور البنية المجهرية، تكون بلورات اكسيد الالمونيوم الكثيفة ناضجة وكثيفة للغاية؛ تنمو بلورات اكسيد الالمونيوم البني وتتطور بشكل جيد نسبيًا، ولكنها ليست كثيفة؛ لا يحتوي اكسيد الالمونيوم تحت اللون الأبيض على الكثير من المخلفات فحسب، بل يحتوي أيضًا على الكثير من الشقوق الكبيرة والمسام المغلقة، مما يؤثر سلبًا على ثبات الصدمة الحرارية للمادة. من منظور امتصاص الماء والبنية المجهرية، يعد اكسيد الالمونيوم الكثيف والكوراندوم البني أكثر ملاءمة لمصبوب خندق الحديد.
02.سيك
يُطلق على كربيد السيليكون أيضًا اسم اكسيد الالمونيوم أو الرمل الحراري، بكثافة تبلغ 3.17-3.47 جم · سم -3، وصلابة موس تبلغ 9.2-9.6، ونقطة انصهار تبلغ ما يصل إلى 2827 درجة. يتميز كربيد السيليكون بمتانة عالية التأثير، مع معامل صلابة يبلغ 4.76x10 5MPa عند 25 درجة، وقوة شد تبلغ 1.75x100MPa، ومعامل مرن يبلغ 2.8x10 5MPa عند 1500 درجة . وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن يكون كربيد السيليكون مادة شبه موصلة ذات موصلية حرارية عالية ومعامل تمدد حراري منخفض. باعتبارها مادة خام اقتصادية، يتم استخدام SiC على نطاق واسع في المواد المقاومة للحرارة بسبب أدائها الممتاز.
سوف يتأكسد SiC عند درجة حرارة عالية لتكوين SiO2 و CO2. عند 800 درجة، يتأكسد SiC تدريجيًا ليشكل SiO2؛ عندما تكون درجة الحرارة 1000 درجة، يتفاعل SiC بعنف مع O2، ويشكل المزيد من الطور السائل لأكسيد السيليكون لتشكيل طبقة واقية من الزجاج SiO2؛ عند 1300 درجة، يقوم الغشاء الواقي الزجاجي بترسيب الكوارتز تدريجياً ويمتص الماء ويتوسع، مما يتسبب في تشقق الغشاء الواقي وزيادة معدل أكسدة SiC. عند 1500 درجة -1600 درجة، يكون للطبقة الواقية من زجاج SiO2 سمك معين، مما يمكن أن يضعف الأكسدة المستمرة لـ SiC؛ عندما تكون درجة الحرارة 1627 درجة، يتفاعل SiO2 مع SiC لتوليد SiO وCO، وبالتالي فإن درجة حرارة استخدام SiC يجب ألا تتجاوز 1600 درجة.
في الخندق الحديدي القابل للصهر، يمكن لمقاومة التآكل العالية والقوة الميكانيكية العالية لـ SiC مقاومة التآكل والتلف الناتج عن الحديد المنصهر والخبث المستمر بدرجة حرارة عالية؛ في الوقت نفسه، يمكن أن تقاوم الموصلية الحرارية العالية لـ SiC ومعامل التمدد الحراري المنخفض الصدمات الحرارية المتكررة للحديد المنصهر المستمر ذو درجة الحرارة العالية على الصب، وتضعف الضرر الحراري للحديد المنصهر على الصب؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن التفاعل الكيميائي بين SiC والهواء يمكن أن يقلل من أكسدة C في المادة المصبوبة، ويمكن للفيلم الواقي الزجاجي المتكون بعد أكسدة SiC أيضًا حماية مادة الكربون في المادة القابلة للصب، وبالتالي إضعاف تلف الأكسدة في المادة المصبوبة.
03.C
تتميز C بقابلية ضعيفة للبلل، والمواد التي تعتمد على C تتمتع بمقاومة جيدة لتآكل الخبث وليس من السهل الالتصاق بالحديد؛ في الوقت نفسه، يتمتع C بموصلية حرارية كبيرة، والتي يمكن أن تقاوم الصدمة الحرارية للحديد المنصهر ذو درجة الحرارة العالية والخبث على الصب، وبالتالي تحسين الاستقرار الحراري للصب؛ بالإضافة إلى ذلك، في ظل ظروف معينة، يتفاعل C وSi لتكوين ألياف SiC، والتي لها تأثير معزز على المادة القابلة للصب. ومع ذلك، من السهل أكسدة المواد المعتمدة على C عند درجات حرارة عالية، كما أنها تحتوي على مواد متطايرة معينة، والتي لها تأثير سلبي على كثافة المادة القابلة للصب. ولذلك، في تطوير قوالب صب خندق الحديد Ah03-SiC-C، يجب استخدام مواد C ذات تبخر منخفض نسبيًا، ويجب إضافة كمية معينة من مضادات الأكسدة إلى القوالب.
هناك العديد من مصادر الكربون للمسبوكات المقاومة للحرارة لخنادق الحديد، بما في ذلك الأسفلت والجرافيت وأسود الكربون وفحم الكوك. باستثناء الأسفلت، فإن المواد الأخرى المصدرة للكربون هي مواد كارهة للماء، وتستخدم المزيد من المياه أثناء البناء؛ بينما ينتمي الأسفلت إلى مواد محبة للماء، وهي تستخدم كميات أقل من المياه أثناء البناء، ولها خصائص تشتت جيدة. وعادةً ما يتم استخدامه كمصدر كربون مهم لمصنوعات خنادق الحديد Ah03-SiC-C. ومع ذلك، يتبخر الأسفلت بعد التسخين، ومع زيادة إضافة الأسفلت، تزداد أيضًا المسامية الظاهرة في المادة القابلة للصب. لذلك، من المهم جدًا التحكم في كمية الأسفلت المضافة إلى الخندق الحديدي القابل للصب.
