剛玉和碳化硅因高溫性能優異，而成為耐火澆注料的優質原料。但由于剛玉和碳化硅燒結性能差，采用普通結合劑會使產品的高溫性能降低。如采用鋁酸鈣水泥作為結合劑時，低溫結合強度較好，但中溫強度差，同時由于引入一定量的CaO，會形成降低澆注料使用性能的鈣長石（CaO·Al2O3·2SiO2）或鈣鋁黃長石（2CaO·Al2O3·SiO2）。因此，目前常采用添加氧化硅微粉代替水泥作結合劑生產低水泥、超低水泥以至無水泥澆注料。本研究采用氧化硅微粉和氧化鋁（α-Al2O3）微粉以及莫來石粉作為結合基質，進行莫來石結合剛玉-碳化硅無水泥澆注料的組成與性能的研究，旨在改善澆注料的燒結性能，提高澆注料的高溫力學性能和熱震穩定性。
1 試驗與結果
1.1 試驗用原料
試驗所用的合成莫來石、剛玉、氧化硅微粉和碳化硅的化學組成列于表1。
1.2 試驗方案
為了使剛玉-碳化硅質澆注料具有良好的高溫力學性能、體積穩定性和熱震穩定性，組成和配比的設計以下幾方面加以考慮：
表1 原料的化學組成/%
（1）合理的顆粒級配配比獲得良好的作業性和高致密度；
（2）在基質中反應生成的新結合相為莫來石高溫相，提高澆注料的高溫強度；
（3）在加熱過程中逐漸形成良好的組織結構，保持體積穩定性和較好的抗熱震性。
Uf-SiO2和活性氧化鋁微粉合理配合使用，在基質中能形成莫來石結合相。該結合相呈網狀分布，能夠改善澆注料的中高溫強度。基質中網狀莫來石結合相的形成能極大地提高試樣的熱態強度。一般當氧化鋁微粉和氧化硅微粉的質量比為2.55左右時，有利于形成莫來石。本實驗所用的氧化鋁微粉和氧化硅微粉之比接近上述比例，實際比例為2.33。
試驗中剛玉骨料為連續級配，碳化硅為＜2mm的細骨料，粉料是由氧化鋁、莫來石、氧化硅微粉組成。氧化硅微粉為煙塵粉，粒度＜1um，莫來石微粉＜5um，氧化鋁為＜44um和＜5um的粉料。在骨料中，碳化硅的加入量固定為10%，配料中骨料與粉料之比為65:35。而粉料中氧化鋁微粉與氧化硅微粉之比為2.33，由氧化鋁與氧化硅組成的混合料與合成莫來石料之比分別為25:15（A），20:15（B），15:10（C），20:25（D）。其配見表2。
表2 試驗用澆注料配料組成/
試驗結果
四種不同配比的澆注料物理性能列于表3。
表3 澆注料物理性能
從表2和表3可以明顯看出：隨著超細混合粉比例的提高，從試樣A到D，其體積密度、熱處理后常溫抗折強度和常溫耐壓強度以及高溫抗折強度均隨之提高。而熱震穩定性變化規律有所不同，A、B和D試樣經熱震后的殘余強度保持率分別為49%、44%和45%，相差不大，C試樣殘余強度保持率較高，為63%。
