镁铝尖晶石在碱性条件下的化学稳定性尤为显著，但是在酸性渣，特别是有SiO₂存在的情况下，1 400 ℃以上会有低熔点相堇青石和假蓝宝石生成。针对锌铝尖晶石的研究主要集中在光学领域，关于锌铝尖晶石对高铝质耐火浇注料的性能影响研究甚少。阳泉市综合检验检测中心的研究人员以氧化锌和氧化铝为原料，通过改变摩尔比合成不同种类锌铝尖晶石，研究不同配比对锌铝尖晶石物相组成和显微结构的影响，并探讨其对高铝质浇注料性能的影响。

ZnAl₂O₄粉体制备：ZnO（分析纯）、Al₂O₃（分析纯）为原料，按摩尔比n(ZnO)∶n(Al₂O₃)分别为1.0∶ 0.9、1.0∶1.0、1.0∶1.1称料，置于行星式球磨机中混合40 min，然后将混合均匀的粉料置于φ20 mm的压片模具中，在2 MPa的压力下压制成型，最后将压制好的坯体置于刚玉坩埚中，在马弗炉中升温到1 400 ℃，保温4 h。得到的产物分别标记为ZA-0.9、ZA-1.0、ZA-1.1。

高铝质浇注料制备：以板状刚玉、自制ZnAl₂O₄粉体（ZA-0.9、ZA-1.0、ZA-1.1）、活性Al₂O₃、减水剂（SP159）、铝酸钙水泥（CA80）为原料，各试样的配料组成如表1所示。配好的原料经混合、振动成型制成40 mm×40 mm×160 mm试样用于力学性能检测，制成φ90 mm× 80 mm（内孔φ40 mm × 36 mm）试样用于抗渣试验。试样室温下养护24 h，脱模后在空气中静置24 h，再在110 ℃烘箱中干燥24 h，最后在高温炉中1 500 ℃热处理4 h。

表1 高铝质浇注料试样的配料组成（w）/%

研究结果：（1）原料配比中ZnO和Al₂O₃摩尔比对锌铝尖晶石的显微结构有重要的影响，当ZnO和Al₂O₃摩尔比为1.0∶0.9时，锌铝尖晶石表面具有微孔结构；当ZnO和Al₂O₃摩尔比为1.0 ∶ 1.0时，锌铝尖晶石颗粒表面较为光滑；当ZnO和Al₂O₃摩尔比为1.0 ∶ 1.1时，锌铝尖晶石颗粒表面比较粗糙。（2）将不同的锌铝尖晶石引入高铝质浇注料中，锌铝尖晶石表面结构差异使试样中的水分分布发生变化，从而影响浇注料的物理性能，添加颗粒表面较为光滑的锌铝尖晶石的试样（C-1.0）显气孔率最低，抗折强度最高。（3）锌铝尖晶石ZA-1.0的晶格应变值最小，为0.085 86，其存在更多的空间来捕获钢渣中的锰离子和铁离子，使钢渣黏度增加，渗透速率降低，且试样C-1.0的致密度最高，减少了钢渣的有效渗透通道，所以添加ZA-1.0的试样（C-1.0）具有更好的抗渣性能。

（摘编自《硅酸盐通报》2023，№12，作者韩军等）