镁铝尖晶石结合不定形耐火材料具有优异的室温、中温力学、化学以及热性能综合性能，但是，由于难烧结，还没有大量使用。伊朗的研究人员研究了水合氧化铝作为结合剂在细粉（MgO、尖晶石和活性氧化铝）和铬矿添加剂存在的情况下的作用。结果显示，基质中形成的低熔物，原位尖晶石/加入烧结尖晶石的比都可减少裂纹形成；铬矿添加剂为在基质中形成镁铝尖晶石提供了较好的条件。
　　试验原料：镁砂（w（MgO）=94.81%）、氧化铝细粉（w（Al2O3）=99.5%）、水合氧化铝（w（Al2O3）=85%）、铬矿细粉（w（Cr2O3）=52.93%）和尖晶石（w（Al2O3）=76%~77%）。
　　为了优化原位尖晶石/烧结尖晶石添加剂的比，设计不同比例的试样组成。表1中水合氧化铝约5%，活性氧化铝0~12%，可产生约7%~25%的原位尖晶石，通过调整使总的尖晶石量为25%，加入两种粒度的烧结尖晶石，如表1所示。在此试验的基础上，加入1%~3%的铬矿，研究铬矿添加剂对浇注料性能的影响，如表2所示。
　　按配比配料，混合均匀后浇注到25mm×25mm×140mm模具振动成型。脱模后，试样在室温下养护24 h， 经110 ℃ 18 h干燥，然后分别在1 400和1 600 ℃下保温3 h烧成。根据ASTM标准，检测试样的物理性能（体积密度、显气孔率、抗折强度、永久线变化率）。利用XRD分析物相组成，利用SEM/EDS研究试样的显微结构。
表1  不同尖晶石比的试样组成（w）/%
试样 MC-S5 MC-S10 MC-S15 MC-S20 MC-S25
镁砂
 5~0.2 mm 54 54 54 54 54
 0.5~0.1 mm 17 17 17 17 20
 ＜0.1 mm 3 6 7 9 9
烧结尖晶石（0.5～0.1 mm） 4 4 4 4 0
尖晶石细粉 14 11 6 1 0
活性氧化铝细粉 0 2 6 9 12
水合氧化铝 5 5 5 5 5
水 6 6 6 6 6

表2  加入铬矿的试样组成（w）/%
试样 MC-C1 MC-C2 MC-C3
镁砂
 5~0.2 mm 54 54 54
 0.5~0.1 mm 18.5 18.5 18.5
 ＜0.1 mm 7.5 6.5 5.5
尖晶石细粉 5 5 5
氧化铝细粉 9 9 9
铬矿（＜45 μm） 1 2 3
水合氧化铝 5 5 5
水 6 6 6
　　试验结果：（1）由于浇注料的流动性变好，110 ℃干燥后的体积密度随着活性氧化铝的增加逐渐增大。经1400~1600 ℃烧后，试样体积密度的差异与烧结程度以及基质中形成的原位尖晶石有关。随着原位尖晶石含量的增加，体积密度逐渐增大，当原位尖晶石含量为25%时，体积密度轻微减小。显气孔率、永久线变化以及常温抗折强度随原位尖晶石量的变化与体积密度的变化一致。因此，从物理性能方面考虑，选择MC-S20作为最佳配方（含有20%的原位尖晶石和5%的烧结尖晶石）。（2）铬矿添加剂在1%~3%范围内逐渐增加时，试样经1 400℃烧后的永久线变化率增加，因此，认为铬矿有助于尖晶石形成和线膨胀。而且加入3%的铬矿效果最好。
（编译《UNITECR2009论文集》）