CN116670094A - 耐火物体及形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐火物体,该耐火物体可包括有意掺杂有包含碱土金属元素和铝的掺杂剂的锆石主体。该耐火物体可具有改善的蠕变变形率。在一个实施方案中,该耐火物体可具有在1350℃的温度和2MPa的应力下不大于约1.8E‑5h‑1的蠕变变形率。在另一个实施方案中,该锆石主体可包含含有碱土金属元素的非晶相。
Description
技术领域
本公开整体涉及锆石耐火物体以及形成和使用锆石耐火物体的方法,并且具体地涉及烧结的锆石耐火物体以及形成和使用烧结的锆石耐火物体的方法。
背景技术
高应变点无碱铝硅酸盐玻璃,例如用于使用非晶硅或氧化物薄膜晶体管(TFT)的超高分辨液晶显示器(LCD)基板的玻璃,或用于使用低温多晶硅(LTPS)TFT沉积的有机发光二极管(OLED)基板的玻璃,已被设计成允许对TFT的高温处理(高达700℃)同时不遭受变形。这些玻璃可使用熔融下拉(fusion draw)工艺来形成,其中液体玻璃流过由锆石(ZrSiO4)材料制成的玻璃溢流形成块的唇缘,并且在玻璃溢流形成块的底部熔融以形成片材。与无碱铝硼硅酸盐玻璃接触的锆石形成块在玻璃的形成温度下提供良好的耐腐蚀性和机械特性。然而,由于较高的形成温度(在+30℃与120℃之间),这些较高应变点的无碱铝硅酸盐玻璃的形成对形成块要求更高。较高的形成温度可提高玻璃与锆石材料之间的反应速率,导致在具有目前锆石材料的玻璃中形成较多的气泡,这对于超高分辨率TFT基板应用是不可接受的。其次,较高的形成温度激活了锆石材料的蠕变变形率,导致形成块的较高下陷(高达10倍以上的变形),这对于这些玻璃的形成而言是不可接受的。因此,需要一系列在高温下具有改善特性的新型锆石材料。
附图说明
通过参考附图,可更好地理解本公开,并且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言变得显而易见。实施方案通过示例示出,并且不限于附图。
图1包括示出根据本文所述的实施方案的形成过程的流程图。
图2包括示出玻璃溢流形成块的具体实施方案的图。
图3包括示出玻璃溢流形成块的一组特定的不同横截面透视图的图。
图4和图5包括根据本文所述的实施方案形成的耐火物体的锆石主体的微结构的图像。
图6包括不同样品的蠕变变形率对温度的图。
图7包括根据本文的实施方案形成的不同样品的主体的微结构的图像。
图8包括不同样品的蠕变变形率对温度的图。
图9包括附加的样品的蠕变变形率对温度的图。
图10包括在进行起泡测试后锆石材料表面与玻璃层之间的界面的横截面图像。
图11包括不同样品的归一化蠕变变形率对掺杂剂浓度的图。
技术人员应当理解,附图中的元件是为了简单和清楚而示出的,并且不必按比例绘制。例如,图中的元件中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大,以帮助改善对本发明的实施方案的理解。
具体实施方式
下文整体涉及一种具有锆石主体的耐火物体以及一种形成具有锆石主体的耐火物体的方法。值得注意的是,该耐火物体可具有改善的特性和/或性能。例如,该耐火物体在高操作温度下可具有改善的抗蠕变性,诸如改善的蠕变变形率、减少的起泡现象、或两者。锆石主体可被限定为根据本文所述的实施方案形成的耐火物体的主体,使得锆石主体的大部分组成为锆石材料(即,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少50重量%的锆石含量),其中锆石材料有意掺杂有一种或多种碱土氧化物和Al2O3。
根据一个具体实施方案,根据本文所述的实施方案的形成具有锆石主体的耐火物体的方法可包括特定的加热和/或冷却特征,其有利于形成具有改善的特性和/或性能的耐火物体的锆石主体。
参见图1,示出了用于形成包括锆石主体的耐火物体的方法100。该方法100可在框102处开始,形成该耐火物体的生坯。生坯是未完成的并且可以在形成最终形成的锆石主体之前经历进一步加工的主体。形成生坯可包括提供锆石批料,该锆石批料可包括用于形成锆石主体的原材料粉末的混合物。该原材料粉末最初可包括未加工的原材料,例如未加工的锆石材料(即砂)、含碱土金属的材料、含Al2O3的材料和含SiO2的材料。可通过从未加工的原材料中分离不期望的组分(例如,杂质)来对未加工的原材料进行初始加工。未加工的原材料可使用分级技术进行处理,例如粒度分离、振动或重力台分离、静电分离、电磁分离或它们的任何组合。粒度分离允许基于其尺寸分离粉末内的颗粒,这将降低杂质含量。振动或重力台分离可基于密度来分离粉末内的颗粒,这可减少富含氧化铝的硅酸盐以及来自原材料粉末的二氧化硅晶粒的量。静电分离可基于电导率来分离粉末内的颗粒,这可允许分离含钛矿物颗粒、钛铁矿和金红石。电磁分离可基于颗粒的磁性来分离粉末内的颗粒。应当理解,未加工的原材料的初始加工可包括上述分离方法的任何组合,并且可包括上述分离方法中的任一种的多次应用。还应当理解,未加工的原材料的初始加工可包括依次或平行地应用上述分离方法。
提供锆石批料可包括通过任何合适的方法组合或混合原材料粉末和任何附加的材料(即,烧结助剂、粘结剂、其他添加剂等)。混合或分批制备可干法或湿法进行。混合可包括造粒的添加步骤。可添加造粒步骤以改善批料的流动性并因此增加生坯的表观密度。在一个示例性实施方案中,可使用喷雾干燥进行造粒。可将原材料粉末混合到圆筒罐中,然后喷雾干燥。
形成生坯还可包括使用等静压压制使喷雾干燥的粉末或批料成型以形成具有特定形状的生坯。喷雾干燥粉末形成高度可流动的粉末,其可用于填充大的等静压模塑罐以使填充缺陷诸如生坯密度的不均匀压实、空隙或裂纹最小化。将原材料粉末填充到保持在固体金属罐内的橡胶模具中。然后将袋密封,并对原材料粉末施加真空。然后将该罐浸入充满流体的压力容器中,然后进行压制。压制后,将模具从压力容器中取出并取出生坯。
成型可在特定压力下进行,例如通过在至少50MPa、诸如至少60MPa、至少70MPa、至少80MPa、至少90MPa、至少100MPa、至少110MPa、至少120MPa、至少130MPa、至少140MPa或甚至至少150MPa的压力下等静压压制。可使用持续约10分钟至约120分钟的等静压压制循环将压力逐步施加到生坯体上。这些压制循环可限制在压制阶段期间缺陷的形成。成型还可使用另选技术诸如粉浆浇注或单向压制来进行。
生坯的形状可以是直线形、圆柱形、球形、椭圆形或几乎任何其他形状。在具体实施方案中,该生坯可以是被称为毛坯的直线块的形状,该毛坯可随后被机加工以形成玻璃溢流槽、喷口唇缘或衬套块。在另一个具体实施方案中,生坯可具有至少一个大于100mm、诸如大于200mm、大于300mm、大于400mm、大于500mm、大于600mm、大于700mm或甚至大于800mm的尺寸。在另一个实施方案中,生坯可以更紧密地匹配最终部件(例如,形成块)的方式构造,以限制后形成工艺。
图2示出了形成块200。形成块200可包括溢流槽部分202和锥形部分204。溢流槽部分202可包括具有沿形成块200的长度减小的深度的槽。图3包括锥形部分204的示例性形状的横截面图。更具体地,锥形部分可包括楔形形状2042、凹形形状2044或凸形形状2046。可使用其他形状来满足特定应用的需要或期望。
在形成生坯之后,方法100可继续至框104,从而将生坯形成为包括锆石主体的耐火物体。可将生坯在烘箱、加热器、熔炉等中加热以形成包括锆石材料的主体。加热过程可包括初始加热,其中水分、溶剂或另一种挥发性组分被蒸发,有机材料被蒸发,或它们的任何组合。初始加热可在100℃至300℃范围内的温度下进行10小时至200小时范围内的时间段。
在初始加热之后,可加热生坯以形成烧结的锆石主体。在一个实施方案中,加热生坯可包括控制加热温度、均热周期、升温速率、或它们的任何组合,以促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成。在一个实施方案中,加热生坯可包括在一个或多个特定加热温度下加热一定加热时间段。在一个具体实施方案中,烧结生坯可包括将生坯在第一温度下加热第一时间段以及将生坯在低于该第一温度的第二温度下加热第二时间段,以形成包括锆石主体的耐火物体。在一方面,该第一温度可包括可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的最大加热温度。例如,第一温度可以是至少1500℃、至少1550℃、或至少1600℃。在另一示例中,第一温度可不大于1700℃、不大于1650℃、或不大于1625℃。此外,第一温度可在包括本文所述的任何最高温度和最低温度的范围内。
在另一方面,第一时间段可以是至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时或至少10小时。在另一方面,第一时间段可不大于5天、不大于4天、不大于3天、不大于2天、不大于24小时、不大于20小时、不大于18小时、不大于16小时、不大于14小时、或不大于12小时。此外,第一时间段可在包括本文所述的任何最小时间和最大时间的范围内。例如,可将生坯在第一温度下加热至少6小时至5天。
在一方面,第二温度可包括可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的锆石批料的烧结温度。例如,第二温度可以是至少1250℃、至少1300℃、至少1350℃、至少1400℃或至少1425℃。在另一示例中,第二温度可不大于1525℃、不大于1500℃、不大于1475℃、或不大于1450℃。此外,第二温度可在包括本文所述的任何最低温度和最高温度的范围内。
在另一方面,第二时间段可以是至少10小时、至少14小时、至少18小时、至少20小时、至少24小时、至少30小时、至少36小时或至少2天。在另一方面,第二时间段可不大于6天、不大于5天、不大于4天、不大于3天、不大于60小时、不大于50小时、不大于48小时、不大于44小时、不大于40小时、不大于36小时或不大于30小时。此外,第二时间段可在包括本文所述的任何最小时间或最大时间的范围内。
根据一个实施方案,加热生坯可包括以特定的加热速率加热生坯,该加热速率可促进具有改善的性能和特性的耐火物体的形成。在一方面,加热速率可以是至少1℃/h,诸如至少3℃/h、至少5℃/h、至少8℃/h、至少10℃/h、至少13℃/h、至少15℃/h、至少18℃/h、至少20℃/h、至少23℃/h、至少25℃/h、至少28℃/h或甚至至少29℃/h。在另一方面,加热速率可不大于30℃/h,诸如不大于27℃/h、不大于25℃/h、不大于22℃/h、不大于20℃/h、不大于17℃/h、不大于15℃/h、不大于12℃/h、不大于10℃/h、不大于7℃/h、不大于5℃/h或甚至不大于3℃/h。应当理解,加热速率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,加热速率可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在一个实施方案中,加热生坯以形成锆石主体可包括可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的冷却速率。在一方面,加热生坯可包括以特定的冷却速率将加热温度从第一温度降低至第二温度。例如,冷却速率可小于5℃/h,诸如不大于4.5℃/h、不大于3.7℃/h、不大于3.1℃/h、不大于2.7℃/h、不大于1.8℃/h、不大于1.7℃/h、不大于1.6℃/h、不大于1.5℃/h、不大于1.4℃/h、不大于1.3℃/h、不大于1.2℃/h、不大于1℃/h、不大于0.8℃/h、不大于0.7℃/h、不大于0.6℃/h、不大于0.5℃/h、不大于0.4℃/h、不大于0.3℃/h、不大于0.2℃/h、或不大于0.1℃/h。在另一示例中,冷却速率可以是至少0.01℃/h、至少0.02℃/h、至少0.03℃/h、至少0.04℃/h、至少0.05℃/h、至少0.06℃/h、至少0.07℃/h、至少0.08℃/h、至少0.09℃/h、至少0.1℃/h、至少0.2℃/h、至少0.3℃/h、至少0.4℃/h、至少0.5℃/h、至少0.6℃/h、至少0.7℃/h、至少0.8℃/h、至少0.9℃/h、至少1℃/h、至少1.1℃/h、至少1.2℃/h、至少1.3℃/h、至少1.4℃/h、至少1.5℃/h、至少1.6℃/h、至少1.7℃/h、或至少1.8℃/h。此外,冷却速率可以是在包括本文所述的任何最大值与最小值的范围内的任何值。
在阅读本公开之后,本领域技术人员还将理解,在较低温度下加热块可比在较高温度下以更快的速率进行,并且在一些情况下,可不进行在这些温度之间的均热。
在一个实施方案中,方法100还可包括以特定的冷却速率冷却烧结体,以促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成。在一方面,可将烧结体从第二温度冷却至环境温度。在一方面,可以包括不大于35℃/h、不大于30℃/h、不大于25℃/h、不大于20℃/h、不大于10℃/h、不大于9℃/h、不大于8℃/h、不大于7℃/h、不大于6℃/h、不大于5℃/h、不大于4℃/h、不大于3℃/h、不大于2℃/h、不大于1℃/h、不大于0.9℃/h或不大于0.8℃/h的速率的冷却速率来冷却烧结体。在另一方面,可以至少0.03℃/h、至少0.04℃/h、至少0.05℃/h、至少0.06℃/h、至少0.07℃/h、至少0.08℃/h、至少0.09℃/h、至少0.1℃/h、至少0.2℃/h、至少0.3℃/h、至少0.4℃/h、至少0.5℃/h、至少0.6℃/h、至少0.7℃/h、至少0.8℃/h、至少0.9℃/h、至少1℃/h、至少2℃/h、至少3℃/h、至少4℃/h、至少5℃/h、至少6℃/h、至少7℃/h、至少8℃/h、至少9℃/h、至少10℃/h或至少15℃/h的冷却速率来冷却烧结体。此外,可以按可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值的冷却速率来冷却烧结体。
烧结后主体的形状通常对应于烧结前生坯的形状。因此,主体可具有如先前关于生坯所描述的任何形状。在烧结期间,可能发生一些收缩,并且主体可能小于生坯。
在初始加工和研磨后,锆石批料中的原材料粉末可包括可具有特定中值(D50)粒度的锆石晶粒。例如,锆石晶粒可具有不大于15μm、诸如不大于14μm、不大于12μm、不大于10μm、不大于9μm、不大于8μm、不大于7μm、不大于6μm、不大于5μm、不大于4μm、不大于3μm或甚至不大于2μm的中值(D50)粒度。根据其他示例,锆石晶粒可具有至少1μm、诸如至少2μm、至少3μm、至少4μm、至少5μm、至少6μm、至少7μm、至少8μm、至少9μm、至少10μm、至少12μm或甚至至少14μm的中值(D50)粒度。应当理解,锆石颗粒可具有在上述任何最小值与最大值之间的任何值的中值(D50)粒度。还应当理解,锆石晶粒可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值的中值(D50)粒度。根据其他实施方案,锆石批料中的原材料粉末可具有受控的粒度分布,使得锆石晶粒具有特定的D90粒度。例如,锆石晶粒可具有不大于40μm、诸如不大于30μm、不大于20μm、不大于15μm或甚至不大于10μm的D90粒度。在其他情况下,锆石晶粒可具有至少5μm、诸如至少10μm、至少15μm、至少20μm或甚至至少30μm的D90粒度。应当理解,锆石颗粒可具有在上述任何最小值与最大值之间的任何值的D90粒度。还应当理解,锆石晶粒可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值的D90粒度。
根据其他实施方案,锆石批料中的原材料粉末可具有受控的粒度分布,使得锆石晶粒具有特定的D10粒度。例如,锆石晶粒可具有至少0.2μm、诸如至少0.5μm、至少0.8μm或甚至至少1.0μm的D10粒度。在其他情况下,原材料粉末可具有不大于1.1μm、诸如不大于1.0μm、不大于0.8μm或甚至不大于0.5μm的D10粒度。应当理解,原材料粉末可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值的D10粒度。还应当理解,原材料粉末可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值的D10粒度。
根据又一个实施方案,锆石批料中的原材料粉末可具有宽的粒度分布。根据其他实施方案,锆石批料中的原材料粉末可具有非高斯粒度分布。根据一个具体实施方案,原材料粉末的非高斯粒度分布可包括使用至少两种不同平均粒度的分布。一种此类分布可以是双峰粒度分布。在特定情况下,选择至少一种粒度显著大于另一种粒度可能是合适的。如将进一步理解的,当形成锆石批料中的原材料粉末的所选择的非高斯粒度分布时,可采用更多数量的模式,诸如三个、四个或更多个。根据其他实施方案,宽粒度分布可不必包括两种(或更多种)单独粒度的选择和组合,而是产生在整个分布范围内具有代表性粒度的均匀性的特定宽粒度分布。
锆石批料可包含特定含量的锆石。例如,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量至少50重量%、诸如至少52重量%、至少53重量%、至少54重量%、至少55重量%、至少56重量%、至少57重量%、至少57.5重量%、至少58重量%、至少58.5重量%、至少59重量%、至少59.5重量%、至少60重量%、至少60.5重量%、至少61重量%、至少61.5重量%、至少62重量%、至少62.5重量%、至少63重量%、至少62.5重量%、至少64重量%、至少64.5重量%、至少五重量%、至少65.5重量%、至少66重量%、至少66.5重量%、至少67重量%、至少68重量%、至少69重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%或甚至至少92重量%的锆石含量。根据又一个实施方案,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量不大于99重量%、诸如不大于95重量%、不大于90重量%、不大于85重量%、不大于80重量%、不大于75重量%、不大于70重量%、不大于69重量%、不大于68重量%、不大于67重量%、不大于66.5重量%、不大于66重量%、至少66.5重量%、不大于65重量%、不大于64.5重量%、不大于64重量%、不大于63.5重量%、不大于53重量%、不大于62.5重量%、不大于62重量%、不大于61.5重量%、不大于61重量%、不大于60.5重量%、不大于60重量%、不大于59.5重量%、不大于59重量%、不大于58重量%、不大于58重量%、不大于57重量%、不大于57重量%、不大于56重量%、不大于55重量%、不大于54重量%、不大于53重量%、不大于52重量%或甚至不大于51重量%的锆石含量。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的锆石的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的锆石的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。锆石批料中各组分的含量可通过电感耦合等离子体(ICP)分析来确定。
根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含特定含量的含Al2O3组分。例如,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量不大于10重量%的含Al2O3组分,诸如不大于9重量%的含Al2O3组分、不大于8重量%的含Al2O3组分、不大于7重量%的含Al2O3组分、不大于6.7重量%的含Al2O3组分、不大于6.5重量%的含Al2O3组分、不大于6.3重量%的含Al2O3组分、不大于6重量%的含Al2O3组分、不大于5.8重量%的含Al2O3组分、不大于5.5重量%的含Al2O3组分、不大于5.5重量%的含Al2O3组分、不大于5.2重量%的含Al2O3组分、不大于5重量%的含Al2O3组分、不大于4.8重量%的含Al2O3组分、不大于4.7重量%的含Al2O3组分、不大于4.5重量%的含Al2O3组分。根据又一个实施方案,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量至少0.2重量%的含Al2O3组分,诸如至少0.5重量%的含Al2O3组分、至少1.0重量%的含Al2O3组分、至少1.5重量%的含Al2O3组分、至少1.6重量%的含Al2O3组分、至少1.7重量%的含Al2O3组分、至少1.8重量%的含Al2O3组分、至少1.9重量%的含Al2O3组分、至少2.0重量%的含Al2O3组分、至少2.1重量%的含Al2O3组分、至少2.2重量%的含Al2O3组分、至少2.3重量%的含Al2O3组分、至少2.4重量%的含Al2O3组分、至少2.5重量%的含Al2O3组分、至少2.7重量%的含Al2O3组分、至少2.9重量%的含Al2O3组分、至少3.1重量%的含Al2O3组分、至少3.3重量%的含Al2O3组分、至少3.5重量%的含Al2O3组分、至少3.8重量%的含Al2O3组分、至少4重量%的含Al2O3组分、至少4.2重量%的含Al2O3组分、至少4.4重量%的含Al2O3组分、至少4.5重量%的含Al2O3组分、至少4.7重量%的含Al2O3组分或甚至至少5重量%的含Al2O3组分。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据另一个具体实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包括氧化铝。根据又一个实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包含特定含量的氧化铝。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石批料中的含Al2O3组分可包含至少1重量%氧化铝,诸如至少2重量%氧化铝、至少5重量%氧化铝、至少10重量%氧化铝、至少15重量%氧化铝、至少20重量%氧化铝、至少25重量%氧化铝、至少30重量%氧化铝、至少35重量%氧化铝、至少40重量%氧化铝、至少45重量%氧化铝、至少50重量%氧化铝、至少55重量%氧化铝、至少60重量%氧化铝、至少65重量%氧化铝、至少70重量%氧化铝、至少75重量%氧化铝、至少80重量%氧化铝、至少85重量%氧化铝、至少90重量%氧化铝、至少95重量%氧化铝,或者含Al2O3组分甚至可基本上由氧化铝组成。应当理解,锆石批料中含Al2O3组分中氧化铝的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据另一个具体实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包括刚玉。根据又一个实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包含特定含量的刚玉。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石批料中的含Al2O3组分可包含至少1重量%刚玉,诸如至少2重量%刚玉、至少5重量%刚玉、至少10重量%刚玉、至少15重量%刚玉、至少20重量%刚玉、至少25重量%刚玉、至少30重量%刚玉、至少35重量%刚玉、至少40重量%刚玉、至少45重量%刚玉、至少50重量%刚玉、至少55重量%刚玉、至少60重量%刚玉、至少65重量%刚玉、至少70重量%刚玉、至少75重量%刚玉、至少80重量%刚玉、至少85重量%刚玉、至少90重量%刚玉、至少95重量%刚玉,或者含Al2O3组分甚至可基本上由刚玉组成。应当理解,锆石批料中含Al2O3组分中刚玉的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据又一个实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包含特定含量的结晶形式的氧化铝(即勃姆石)。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石批料中的含Al2O3组分可包含至少1重量%的晶体形式的氧化铝,诸如至少2重量%的晶体形式的氧化铝、至少5重量%的晶体形式的氧化铝、至少10重量%的晶体形式的氧化铝、至少15重量%的晶体形式的氧化铝、至少20重量%的晶体形式的氧化铝、至少25重量%的晶体形式的氧化铝、至少30重量%的晶体形式的氧化铝、至少35重量%的晶体形式的氧化铝、至少40重量%的晶体形式的氧化铝、至少45重量%的晶体形式的氧化铝、至少50重量%的晶体形式的氧化铝、至少55重量%的晶体形式的氧化铝、至少60重量%的晶体形式的氧化铝、至少65重量%的晶体形式的氧化铝、至少70重量%的晶体形式的氧化铝、至少75重量%的晶体形式的氧化铝、至少80重量%的晶体形式的氧化铝、至少85重量%的晶体形式的氧化铝、至少90重量%的晶体形式的氧化铝、至少95重量%的晶体形式的氧化铝,或者含Al2O3组分甚至可基本上由晶体形式的氧化铝组成。应当理解,锆石批料中含Al2O3组分中结晶形式的氧化铝的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据一个具体实施方案,锆石批料中含Al2O3组分可包括莫来石。根据又一个实施方案,锆石批料中的含Al2O3组分可包含特定含量的莫来石。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石批料中的含Al2O3组分可包含至少1重量%莫来石,诸如至少2重量%莫来石、至少5重量%莫来石、至少10重量%莫来石、至少15重量%莫来石、至少20重量%莫来石、至少25重量%莫来石、至少30重量%莫来石、至少35重量%莫来石、至少40重量%莫来石、至少45重量%莫来石、至少50重量%莫来石、至少55重量%莫来石、至少60重量%莫来石、至少65重量%莫来石、至少70重量%莫来石、至少75重量%莫来石、至少80重量%莫来石、至少85重量%莫来石、至少90重量%莫来石、至少95重量%莫来石,或者含Al2O3组分甚至可基本上由莫来石组成。应当理解,锆石批料中含Al2O3组分中莫来石的含量可以是上述任何值或可以是上述任何值之间的至少任何值。
根据又一个实施方案,锆石批料中的莫来石可包括Al6Si2O13。根据又一个实施方案,锆石批料中的莫来石可包含特定含量的Al6Si2O13。例如,对于莫来石的总重量,锆石批料中的莫来石可包含至少1重量%的Al6Si2O13,诸如至少2重量%的Al6Si2O13、至少2.5重量%的Al6Si2O13、至少2.9重量%的Al6Si2O13、至少5重量%的Al6Si2O13、至少10重量%的Al6Si2O13、至少15重量%的Al6Si2O13、至少20重量%的Al6Si2O13、至少25重量%的Al6Si2O13、至少30重量%的Al6Si2O13、至少35重量%的Al6Si2O13、至少40重量%的Al6Si2O13、至少45重量%的Al6Si2O13、至少50重量%的Al6Si2O13、至少55重量%的Al6Si2O13、至少60重量%的Al6Si2O13、至少65重量%的Al6Si2O13、至少70重量%的Al6Si2O13、至少75重量%的Al6Si2O13、至少80重量%的Al6Si2O13、至少85重量%的Al6Si2O13、至少90重量%的Al6Si2O13、至少95重量%的Al6Si2O13,或者锆石批料中的莫来石甚至可基本上由Al6Si2O13组成。应当理解,锆石批料中莫来石中Al6Si2O13的含量可以是上述任何值或可以是上述任何值之间的至少任何值。
根据又一个具体实施方案,含Al2O3组分可包括铝硅酸盐物质。根据又一个实施方案,铝硅酸盐物质可包括非化学计量的莫来石、化学计量的莫来石以及它们的组合中的至少一者。根据又一个实施方案,含Al2O3组分可包括铝酸盐物质和铝硅酸盐物质的组合。根据又一个实施方案,铝硅酸盐物质以比铝酸盐物质更大的含量存在。根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含特定含量的SiO2组分。SiO2组分可包括作为锆石材料的一部分添加到锆石批料中的SiO2、作为含Al2O3组分的一部分添加到锆石批料中的SiO2和作为游离二氧化硅添加到锆石批料中的SiO2的组合。游离二氧化硅可被定义为未结合作为结晶形式的锆石材料或含Al2O3组分的一部分的SiO2。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于34.5重量%的SiO2、不大于33重量%的SiO2组分、不大于32.5重量%的SiO2组分、不大于32重量%的SiO2组分、不大于31.5重量%的SiO2组分、不大于30重量%的SiO2组分、不大于29.5重量%的SiO2组分、不大于29重量%的SiO2组分、不大于28.5重量%的SiO2组分、不大于28重量%的SiO2组分、不大于27.5重量%的SiO2组分、不大于27重量%的SiO2组分或甚至不大于26.5重量%的SiO2组分。根据又一个实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少25.5重量%的SiO2组分、至少26重量%的SiO2组分、至少26.5重量%的SiO2组分、至少27重量%的SiO2组分、至少27.5重量%的SiO2组分、至少28重量%的SiO2组分、至少28.5重量%的SiO2组分、至少29重量%的SiO2组分、至少29.5重量%的SiO2组分、至少30重量%的SiO2组分、至少30.5重量%的SiO2组分、至少31重量%的SiO2组分、至少31.5重量%的SiO2组分、至少32重量%的SiO2组分、至少32.5重量%的SiO2组分、至少33重量%的SiO2组分、至少33.5重量%的SiO2组分、约34重量%的SiO2组分或甚至至少34.5重量%的SiO2组分。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的游离二氧化硅。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于4.5重量%的游离二氧化硅,诸如不大于4.0重量%的游离二氧化硅、不大于3.9重量%的游离二氧化硅、不大于3.8重量%的游离二氧化硅、不大于3.7重量%的游离二氧化硅、不大于3.6重量%的游离二氧化硅、不大于3.5重量%的游离二氧化硅、不大于3.4重量%的游离二氧化硅、不大于3.3重量%的游离二氧化硅、不大于3.2重量%的游离二氧化硅、不大于3.1重量%的游离二氧化硅、不大于3.0重量%的游离二氧化硅、不大于2.9重量%的游离二氧化硅、不大于2.8重量%的游离二氧化硅、不大于2.7重量%的游离二氧化硅、不大于2.6重量%的游离二氧化硅、不大于2.5重量%的游离二氧化硅、不大于2.4重量%的游离二氧化硅、不大于2.3重量%的游离二氧化硅、不大于2.2重量%的游离二氧化硅、不大于2.1重量%的游离二氧化硅、不大于2.0重量%的游离二氧化硅、不大于1.9重量%的游离二氧化硅、不大于1.8重量%的游离二氧化硅、不大于1.7重量%的游离二氧化硅、不大于1.6重量%的游离二氧化硅、不大于1.5重量%的游离二氧化硅、不大于1.4重量%的游离二氧化硅、不大于1.3重量%的游离二氧化硅、不大于1.2重量%的游离二氧化硅、不大于1.1重量%的游离二氧化硅。根据另一个具体实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少0.1重量%的游离二氧化硅,诸如至少0.5重量%的游离二氧化硅、至少0.6重量%的游离二氧化硅、至少0.7重量%的游离二氧化硅、至少0.8重量%的游离二氧化硅、至少0.9重量%的游离二氧化硅、至少1.0重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.2重量%的游离二氧化硅、至少1.3重量%的游离二氧化硅、至少1.4重量%的游离二氧化硅、至少1.5重量%的游离二氧化硅、至少1.6重量%的游离二氧化硅、至少1.7重量%的游离二氧化硅、至少1.8重量%的游离二氧化硅、至少1.9重量%的游离二氧化硅、至少2.0重量%的游离二氧化硅、至少2.1重量%的游离二氧化硅、至少2.2重量%的游离二氧化硅、至少2.3重量%的游离二氧化硅、至少2.4重量%的游离二氧化硅、至少2.5重量%的游离二氧化硅、至少2.6重量%的游离二氧化硅、至少2.7重量%的游离二氧化硅、至少2.8重量%的游离二氧化硅、至少2.9重量%的游离二氧化硅、至少3.0重量%的游离二氧化硅、至少3.1重量%的游离二氧化硅、至少3.2重量%的游离二氧化硅、至少3.3重量%的游离二氧化硅、至少3.4重量%的游离二氧化硅、至少3.5重量%的游离二氧化硅、至少3.6重量%的游离二氧化硅、至少3.7重量%的游离二氧化硅、至少3.8重量%的游离二氧化硅、至少3.9重量%的游离二氧化硅、至少4.0重量%的游离二氧化硅或甚至至少4.5重量%的游离二氧化硅。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的游离二氧化硅的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的游离二氧化硅的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMSiO2/CMAlC。CMSiO2可表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量,并且CMAlC可表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量。例如,锆石批料可具有至少5、诸如至少8、至少10、至少13、至少15、至少18、至少20、至少23、至少25、至少28、至少30、至少33、至少35、至少38、至少40、至少43、至少45或甚至至少48的比率CMSiO2/CMAlC。根据另一个实施方案,锆石批料可包含不大于50、诸如不大于47、不大于45、不大于42、不大于40、不大于37、不大于35、不大于32、不大于30、不大于27、不大于20、不大于17、不大于12、不大于10或甚至不大于7的比率CMSiO2/CMAlC。应当理解,比率CMSiO2/CMAlC可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMSiO2/CMAlC可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMFS/CMAlC。CMFS可表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的游离二氧化硅的含量,并且CMAlC可表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量。例如,锆石批料可具有至少0.3、诸如至少0.5、至少0.7、至少1.0、至少1.3、至少1.5、至少1.7、至少2.0、至少2.3、至少2.7、至少3.0、至少3.3、至少3.5或甚至至少3.7的比率CMFS/CMAlC。根据另一个实施方案,锆石批料可包含不大于3.8、诸如不大于3.5、不大于3.3、不大于3.0、不大于2.8、不大于2.5、不大于2.3、不大于2.0、不大于1.8、不大于1.5、不大于1.3、不大于1.0、不大于0.8或甚至不大于0.5的比率CMFS/CMAlC。应当理解,比率CMFS/CMAlC可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMFS/CMAlC可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMAlC/CMZ。CMALC可表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量,并且CMZ可表示以对于该混合物的总重量而言的重量%计的锆石的含量。例如,锆石批料可包含不大于0.08、诸如不大于0.075、不大于0.07、不大于0.065、不大于0.06、不大于0.055、不大于0.05、不大于0.045、不大于0.04、不大于0.035、不大于0.030、不大于0.025、不大于0.02、不大于0.015或甚至不大于0.01的比率CMAlC/CMZ。根据又一个实施方案,锆石批料可包含至少0.002、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02、至少0.03、至少0.035、至少0.04、至少0.045、至少0.05、至少0.055、至少0.06、至少0.065、至少0.07、至少0.075、至少0.08、至少0.085或甚至至少0.09的CMAlC/CMZ比。应当理解,比率CMAlC/CMZ可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMAlC/CMZ可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
在另一个实施方案中,锆石批料可包括含碱土金属组分,该含碱土金属组分包括化合物,诸如氧化物、硝酸盐、硫酸盐、它们的水合形式或它们的任何组合、有机材料或它们的任何组合。在具体实施方案中,含碱土金属组分可包括氧化物,该氧化物包括CaO、BaO、SrO或它们的任何组合。在另一个具体实施方案中,可以特定的量有意添加含碱土金属组分,该特定的量可促进具有改善的特性和/或性能的锆石主体的形成。
在另一个实施方案中,锆石批料可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的含碱土金属组分。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于14重量%的含碱土金属组分,诸如不大于13重量%的含碱土金属组分、不大于12重量%的含碱土金属组分、不大于11重量%的含碱土金属组分、不大于10重量%的含碱土金属组分、不大于9重量%的含碱土金属组分、不大于8重量%的含碱土金属组分、不大于7重量%的含碱土金属组分、不大于6重量%的含碱土金属组分、不大于5重量%的含碱土金属组分、不大于4.5重量%的含碱土金属组分、不大于4.2重量%的含碱土金属组分、不大于4重量%的含碱土金属组分、不大于3.5重量%的含碱土金属组分、不大于3重量%的含碱土金属组分、不大于2.5重量%的含碱土金属组分或不大于2重量%的含碱土金属组分。在另一示例中,对于锆石主体的总重量,锆石批料可包含至少0.02重量%的含碱土金属组分,诸如至少0.05重量%的含碱土金属组分、至少0.08重量%的含碱土金属组分、至少0.1重量%的含碱土金属组分、至少0.15重量%的含碱土金属组分、至少0.2重量%的含碱土金属组分、至少0.3重量%的含碱土金属组分、至少0.4重量%的含碱土金属组分、至少0.5重量%的含碱土金属组分、至少0.6重量%的含碱土金属组分、至少0.7重量%的含碱土金属组分、至少0.8重量%的含碱土金属组分、至少0.9重量%的含碱土金属组分、至少1重量%的含碱土金属组分、至少1.2重量%的含碱土金属组分、至少1.4重量%的含碱土金属组分、至少1.5重量%的含碱土金属组分、至少1.8重量%的含碱土金属组分、至少2重量%的含碱土金属组分或甚至至少2.3重量%的含碱土金属组分。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含碱土金属组分的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的含碱土金属组分的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石批料可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的CaO。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于5重量%的CaO,诸如不大于4.5重量%的CaO、不大于4重量%的CaO、不大于3.8重量%的CaO、不大于3.6重量%的CaO、不大于3.5重量%的CaO、不大于3.2重量%的CaO、不大于3重量%的CaO、不大于2.8重量%的CaO、不大于2.6重量%的CaO、不大于2.5重量%的CaO、不大于2.3重量%的CaO、不大于2.1重量%的CaO、不大于2重量%的CaO、不大于1.8重量%的CaO、不大于1.6重量%的CaO、不大于1.4重量%的CaO、不大于1.2重量%的CaO或不大于1重量%的CaO。在另一示例中,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含大于0.07重量%的CaO,诸如至少0.1重量%的CaO、至少0.12重量%、至少0.15重量%、至少0.18重量%、至少0.2重量%的CaO、至少0.25重量%、至少0.29重量%、至少0.3重量%的CaO、至少0.31重量%的CaO、至少0.33重量%、至少0.4重量%的CaO、至少0.43重量%、至少0.45重量%、至少0.47重量%、至少0.5重量%的CaO、至少0.6重量%的CaO、至少0.62重量%的CaO、至少0.7重量%的CaO、至少0.8重量%的CaO、至少0.9重量%的CaO、至少1重量%的CaO、至少1.2重量%的CaO、至少1.4重量%的CaO、至少1.5重量%的CaO、至少1.8重量%的CaO或至少2重量%的CaO。此外,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的CaO的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的CaO的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的MgO。例如,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量不大于4重量%的MgO,诸如对于锆石批料的总重量不大于3.8重量%的MgO、不大于3.6重量%的MgO、不大于3.5重量%的MgO、不大于3.2重量%的MgO、不大于3重量%的MgO、不大于2.8重量%的MgO、不大于2.6重量%的MgO、不大于2.5重量%的MgO、不大于2.3重量%的MgO、不大于2.1重量%的MgO、不大于2重量%的MgO、不大于1.8重量%的MgO、不大于1.6重量%的MgO、不大于1.4重量%的MgO、不大于1.2重量%的MgO、不大于1.0重量%的MgO、不大于0.8重量%的MgO、不大于0.5重量%的MgO、不大于0.4重量%的MgO、不大于0.3重量%的MgO、不大于0.2重量%的MgO、不大于0.1重量%的MgO、不大于0.05重量%的MgO或不大于0.01重量%的MgO。在另一示例中,锆石批料可包含对于锆石批料的总重量至少0.005重量%的MgO,诸如对于锆石主体的总重量至少0.01重量%的MgO、至少0.02重量%的MgO、至少0.03重量%的MgO、至少0.04重量%的MgO、至少0.05重量%的MgO、至少0.06重量%的MgO、至少0.07重量%的MgO、至少0.08重量%的MgO、至少0.09重量%的MgO或至少0.1重量%的MgO。在一个具体实施方案中,锆石批料可基本上不含MgO。此外,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的MgO的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的MgO的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石批料可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的SrO。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于5重量%的SrO,诸如不大于4.5重量%的SrO、不大于4重量%的SrO、不大于3.8重量%的SrO、不大于3.6重量%的SrO、不大于3.5重量%的SrO、不大于3.2重量%的SrO、不大于3重量%的SrO、不大于2.8重量%的SrO、不大于2.6重量%的SrO、不大于2.5重量%的SrO、不大于2.3重量%的SrO、不大于2.1重量%的SrO、不大于2重量%的SrO、不大于1.8重量%的SrO、不大于1.6重量%的SrO、不大于1.4重量%的SrO、不大于1.2重量%的SrO或不大于1重量%的SrO。在另一示例中,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含大于0.04重量%的SrO,诸如至少0.05重量%、至少0.07重量%、至少0.1重量%、至少0.12重量%、至少0.15重量%的SrO、至少0.18重量%、至少0.2重量%的SrO、至少0.24重量%的SrO、至少0.28重量%的SrO、至少0.3重量%的SrO、至少0.4重量%的SrO、至少0.42重量%的SrO、至少0.47重量%的SrO、至少0.5重量%的SrO、至少0.6重量%的SrO、至少0.7重量%的SrO、至少0.8重量%的SrO、至少0.9重量%的SrO、至少1重量%的SrO、至少1.2重量%的SrO、至少1.4重量%的SrO、至少1.5重量%的SrO、至少1.8重量%的SrO或至少2重量%的SrO。此外,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SrO的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SrO的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石批料可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的BaO。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于6.5重量%的BaO,诸如不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4.5重量%的BaO、不大于4重量%的BaO、不大于3.8重量%的BaO、不大于3.6重量%的BaO、不大于3.5重量%的BaO、不大于3.2重量%的BaO、不大于3重量%的BaO、不大于2.8重量%的BaO、不大于2.6重量%的BaO、不大于2.5重量%的BaO、不大于2.3重量%的BaO、不大于2.1重量%的BaO、不大于2重量%的BaO、不大于1.8重量%的BaO、不大于1.6重量%的BaO、不大于1.4重量%的BaO、不大于1.2重量%的BaO或不大于1重量%的BaO。在另一示例中,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含大于0.09重量%的BaO,诸如至少0.15重量%的BaO、至少0.2重量%的BaO、至少0.21重量%的BaO、至少0.3重量%的BaO、至少0.35重量%的BaO、至少0.4重量%的BaO、至少0.5重量%的BaO、至少5.3重量%的BaO、至少0.6重量%的BaO、至少0.63重量%的BaO、至少0.7重量%的BaO、至少0.72重量%的BaO、至少0.78重量%的BaO、至少0.8重量%的BaO、至少0.9重量%的BaO、至少1重量%的BaO、至少1.2重量%的BaO、至少1.4重量%的BaO、至少1.5重量%的BaO、至少1.53重量%的BaO、至少1.6重量%的BaO、至少1.7重量%的BaO、至少1.8重量%的BaO、至少1.9重量%的BaO或至少2重量%的BaO。此外,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的BaO的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的BaO的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个具体实施方案,锆石批料可包含烧结助剂,例如Ta2O5或TiO2。根据又一个具体实施方案,锆石批料可包含特定含量的烧结助剂。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于5.0重量%的烧结助剂,诸如不大于4.5重量%的烧结助剂、不大于4.0重量%的烧结助剂、不大于3.5重量%的烧结助剂、不大于3.0重量%的烧结助剂、不大于2.5重量%的烧结助剂、不大于2.0重量%的烧结助剂、不大于1.5重量%的烧结助剂、不大于1.0重量%的烧结助剂、不大于0.5重量%的烧结助剂、不大于0.1重量%的烧结助剂,或者锆石批料甚至可基本上不含烧结助剂。根据又一个具体实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少0.1重量%的烧结助剂、至少0.2重量%的烧结助剂、至少0.3重量%的烧结助剂、至少0.4重量%的烧结助剂、至少0.5重量%的烧结助剂、至少0.6重量%的烧结助剂、至少0.7重量%的烧结助剂、至少0.8重量%的烧结助剂或甚至至少0.9重量%的烧结助剂。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMSA/CMSiO2。CMSA表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量,并且CMSiO2表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石批料可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CMSA/CMSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CMSA/CMSiO2。应当理解,比率CMSA/CMSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMSA/CMSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的Ta2O5。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少0.1重量%的Ta2O5,诸如至少0.2重量%的Ta2O5、至少0.3重量%的Ta2O5、至少0.4重量%的Ta2O5、至少0.5重量%的Ta2O5、至少0.6重量%的Ta2O5、至少0.7重量%的Ta2O5、至少0.8重量%的Ta2O5或甚至至少0.9重量%的Ta2O5。根据又一个实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于3.0重量%的Ta2O5,诸如不大于2.5重量%的Ta2O5、不大于2.0重量%的Ta2O5、不大于1.5重量%的Ta2O5、不大于1.0重量%的Ta2O5、不大于0.5重量%的Ta2O5、不大于0.1重量%的Ta2O5,或者锆石批料甚至可基本上不含Ta2O5。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMTa2O5/CMSiO2。CMTa2O5表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量,并且CMSiO2表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石批料可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CMTa2O5/CMSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CMTa2O5/CMSiO2。应当理解,比率CMTa2O5/CMSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMTa2O5/CMSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的TiO2。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于5.0重量%的TiO2,诸如不大于4.5重量%的TiO2、不大于4.0重量%的TiO2、不大于3.5重量%的TiO2、不大于3.0重量%的TiO2、不大于2.5重量%的TiO2、不大于2.0重量%的TiO2、不大于1.5重量%的TiO2、不大于1.0重量%的TiO2、不大于0.5重量%的TiO2、不大于0.1重量%的TiO2,或者锆石批料甚至可基本上不含TiO2。根据又一个具体实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少0.1重量%的TiO2、至少0.2重量%的TiO2、至少0.3重量%的TiO2、至少0.4重量%的TiO2、至少0.5重量%的TiO2、至少0.6重量%的TiO2、至少0.7重量%的TiO2、至少0.8重量%的TiO2或甚至至少0.9重量%的TiO2。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的TiO2的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的TiO2的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定比率的CMTiO2/CMSiO2。CMTiO2表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的TiO2的含量,并且CMSiO2表示以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石批料可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CMTiO2/CMSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石批料可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CMTiO2/CMSiO2。应当理解,比率CMTiO2/CMSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CMTiO2/CMSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的组合的Ta2O5和TiO2。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于5.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2,诸如不大于4.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于3.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于2.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于1.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于0.5重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于0.1重量%的组合的Ta2O5和TiO2,或者锆石批料甚至可基本上不含组合的Ta2O5和TiO2。根据又一个实施方案,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含至少0.1重量%的组合的Ta2O5和TiO2,诸如至少0.2重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.3重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.4重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.5重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.6重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.7重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.8重量%的组合的Ta2O5和TiO2或甚至至少0.9重量%的组合的Ta2O5和TiO2。应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的组合的Ta2O5和TiO2的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石批料的总重量而言的重量%计的组合的Ta2O5和TiO2的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的K2O。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的K2O,诸如不大于0.8重量%的K2O、不大于0.5重量%的K2O、不大于0.4重量%的K2O、不大于0.3重量%的K2O、不大于0.2重量%的K2O、不大于0.1重量%的K2O,或者锆石批料可基本上不含K2O。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的Na2O。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的Na2O,诸如不大于0.8重量%的Na2O、不大于0.5重量%的Na2O、不大于0.4重量%的Na2O、不大于0.3重量%的Na2O、不大于0.2重量%的Na2O、不大于0.1重量%的Na2O,或者锆石批料可基本上不含Na2O。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的Y2O3。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的Y2O3,诸如不大于0.8重量%的Y2O3、不大于0.5重量%的Y2O3、不大于0.4重量%的Y2O3、不大于0.3重量%的Y2O3、不大于0.2重量%的Y2O3、不大于0.1重量%的Y2O3,或者锆石批料可基本上不含Y2O3。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的P2O5。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的P2O5,诸如不大于0.8重量%的P2O5、不大于0.5重量%的P2O5、不大于0.4重量%的P2O5、不大于0.3重量%的P2O5、不大于0.2重量%的P2O5、不大于0.1重量%的P2O5,或者锆石批料可基本上不含P2O5。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的Fe2O3。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的Fe2O3,诸如不大于0.8重量%的Fe2O3、不大于0.5重量%的Fe2O3、不大于0.4重量%的Fe2O3、不大于0.3重量%的Fe2O3、不大于0.2重量%的Fe2O3、不大于0.1重量%的Fe2O3,或者锆石批料可基本上不含Fe2O3。
根据又一个实施方案,锆石批料可包含特定含量的ZnO。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.0重量%的ZnO,诸如不大于0.8重量%的ZnO、不大于0.5重量%的ZnO、不大于0.4重量%的ZnO、不大于0.3重量%的ZnO、不大于0.2重量%的ZnO、不大于0.1重量%的ZnO,或者锆石批料可基本上不含ZnO。
根据又一个实施方案,锆石批料可包括特定含量的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO。例如,对于锆石批料的总重量,锆石批料可包含不大于1.5重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,诸如不大于1.2重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于1.0重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.7重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.5重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.2重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.1重量%的组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,或者锆石批料可基本上不含组合的TiO2、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO。
在其他实施方案中,锆石批料可具有最小含量的某些金属氧化物,诸如例如稀土氧化物、碱金属氧化物和本文未明确公开的任何过渡金属氧化物。稀土氧化物可包括包含来自镧系的稀土金属(即原子序数在57与71之间的元素)的任何氧化物组合物,例如氧化镧、氧化铈和氧化铕。碱金属氧化物可包括包含第一族金属(即,锂、钠、钾、铷、铯和钫)的任何氧化组合物,例如氧化锂、氧化钾和氧化铯。具有最小含量的上述任何氧化物(例如稀土氧化物、碱金属氧化物和本文未明确公开的任何过渡金属氧化物)的锆石批料可具有不大于锆石批料总重量的1重量%、诸如不大于0.7重量%、不大于0.5重量%或甚至不大于0.2重量%的氧化物含量。
在一个实施方案中,形成烧结的锆石主体可包含在锆石主体内形成特定的结晶相。在另一个实施方案中,形成烧结的锆石主体可包含形成特定含量的结晶相、结晶相含量之间的特定比率、或它们的任何组合。控制特定结晶相的形成和/或其含量和/或比率可促进具有改善的性能和/或特性的耐火物体的形成。
在一个实施方案中,锆石主体可包含含有碱土金属元素的第一结晶相。在特定方面,碱土金属元素可包括Ca、Mg、Sr和Ba中的至少一者。更具体地,碱土金属元素可包括Ca、Sr、Ba或它们的任何组合。在另外的方面,第一结晶相可以是富含碱土金属-Al-Si的结晶相。在另一特定方面,第一结晶相可包括含碱土氧化物组分,包括例如CaO、MgO、SrO、BaO或它们的任何组合。在另一个实施方案中,第一结晶相还可包含Al、Si或它们的组合。Al和/或Si可存在于含氧化铝组分中,例如铝硅酸盐物质。一个具体示例可包括含碱土金属的铝硅酸盐。在另外的实施方案中,锆石主体可包含第一结晶相,该第一结晶相包括铝硅酸钙、铝硅酸钡、铝硅酸镁、铝硅酸锶或它们的组合。在特定方面,第一结晶相可包括铝硅酸钙、铝硅酸钡、铝硅酸锶或它们的组合。更具体地,在实施方案中,第一结晶相可基本上由铝硅酸钙、铝硅酸钡、铝硅酸镁和铝硅酸锶中的一种或多种组成。甚至更具体地,第一结晶相可基本上由铝硅酸钙、铝硅酸钡和铝硅酸锶中的一种或多种组成。在某些情况下,第一结晶相可基本上由铝硅酸钙组成。
在一个实施方案中,锆石主体可包含含有长石型晶体的第一结晶相。在一个特定方面,第一结晶相可基本上由长石型晶体组成。在另一个具体方面,长石型晶体可包括钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)、葡萄石(Ca2Al[AlSiO7]和Ca2Al(AlSi3O10)(OH)2)、钙长石(CaAl2Si2O8)、钡长石(BaAl2Si2O8)或它们的任何组合。在一个更具体的方面,第一结晶相可基本上由钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)、葡萄石(Ca2Al[AlSiO7]和Ca2Al(AlSi3O10)(OH)2)、钙长石(CaAl2Si2O8)和钡长石(BaAl2Si2O8)中的一种或多种组成。
在一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的第一结晶相。在一方面,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少2重量%、或至少3重量%、至少4重量%、至少5重量%、或至少6重量%的包含碱土金属的第一结晶相。在另一方面,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于20重量%,对于锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%、不大于2重量%、或不大于1重量%的包含碱土金属的第一结晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的第一结晶相。还应当理解,第一结晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。结晶相的含量可通过X射线衍射分析来确定。
在一个实施方案中,锆石主体可包含含有钽、铁、钛或它们的任何组合的第二结晶相。在一方面,第二结晶相可以是富含钽-铁-二氧化钛的结晶相。在其他方面,第二结晶相可包括重钽铁矿型晶体。在另一个实施方案中,锆石主体可包含促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的第二结晶相。在一方面,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少3.5重量%、至少4重量%、至少4.5重量%或至少5重量%的第二结晶相。在另一方面,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于20重量%,对于锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的第二结晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的第二结晶相。还应当理解,第二结晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。
在一个实施方案中,锆石主体可包含非晶相。在本公开中,非晶相可被称为玻璃相。在一方面,非晶相可包含Si、Al、Ta、碱土金属元素或它们的任何组合。在另一方面,非晶相可包含特定含量的存在于非晶相中的元素。例如,锆石主体可包含非晶相,对于非晶相的总重量,该非晶相包含在40重量%至60重量%范围内或在48重量%至58重量%范围内的Si。对于非晶相的总重量,非晶相还可包含含量为10重量%至30重量%或在15重量%至25重量%范围内的Al。在特定情况下,对于非晶相的总重量,非晶相可包含含量在0.5重量%至15重量%范围内或在2重量%至9重量%范围内的碱土金属元素。碱土金属元素可包括Ca、Ba、Mg、Sr或它们的任何组合。对于非晶相的总重量,非晶相还可包含含量在0.3重量%至12重量%范围内或在1重量%至7重量%范围内的Ta。在特定示例中,非晶相可包括氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、碱土氧化物或它们的任何组合。在另一个实施方案中,非晶相可基本上均匀地分布到锆石主体中。在另一方面,非晶相可包括来自原材料的杂质,包括例如P、Na、K、Fe等或它们的任何组合。
在另一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的非晶相。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.5重量%、诸如对于锆石主体的总重量至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少4重量%或至少5重量%的非晶相。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于20重量%、诸如对于锆石主体的总重量,不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的非晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的非晶相。还应当理解,非晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。非晶相的含量可使用式CG=CAEB/CAEG来确定。CG表示相对于锆石主体的总重量的非晶相的含量。CAEG表示通过微探针分析确定的非晶相内碱土氧化物的总含量,并且CAEB表示通过对粉碎的锆石主体进行本体ICP分析确定的锆石主体内碱土氧化物的总含量。
在一个实施方案中,第一结晶相、第二结晶相或两者可包含在非晶相内。
在一个实施方案中,锆石主体可包含含有Al和Si的第三结晶相。在另一个实施方案中,第三结晶相可包括硅酸铝物质。例如,锆石主体可包含第三结晶相,该第三结晶相包括莫来石(3Al2O3·2SiO2、2Al2O3·SiO2或两者)、硅线石(Al2O(SiO4))、红柱石(Al2SiO5)或它们的任何组合。在一个具体示例中,莫来石可以是第三结晶相的主要组分。在另一个具体示例中,第三结晶相可包括莫来石、硅线石和红柱石。在另一个具体示例中,第三结晶相基本上由莫来石组成。在另一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的第三结晶相。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.01重量%、诸如对于锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少3.5重量%、至少3.7重量%、至少4重量%、至少4.5重量%或至少5重量%的第三结晶相。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于20重量%、诸如对于锆石主体的总重量,不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于7.5重量%、不大于7.2重量%、不大于6重量%、不大于5重量%或不大于4重量%的第三结晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的第三结晶相。还应当理解,第三结晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。在本公开中,第三结晶相可被称为莫来石结晶相。
在一个实施方案中,锆石主体可包含含有锆石的第四结晶相。在本公开中,第四结晶相可被称为锆石结晶相。在特定情况下,第四结晶相可基本上由锆石组成。在另一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的第四结晶相。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少50重量%、诸如对于锆石主体的总重量至少60重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少87.5重量%、至少90重量%或至少93重量%的第四结晶相。在另一种情况下,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于99.5重量%,对于锆石主体的总重量,不大于99重量%、不大于98重量%、不大于97重量%、不大于96重量%、不大于95重量%或不大于94重量%的第四结晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的第四结晶相。还应当理解,第四结晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。
在另一个实施方案中,锆石主体可包含含有氧化锆的第五结晶相。在具体实施方案中,第五结晶相可基本上由氧化锆组成。在另一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的第四结晶相。例如,锆石主体包含对于锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于锆石主体的总重量至少0.03重量%、至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.3重量%、至少1.5重量%或至少1.7重量%的第五结晶相。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于15重量%、诸如对于锆石主体的总重量,不大于12重量%、不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8.7重量%、不大于8.5重量%、不大于8.3重量%、不大于8重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的第五结晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的第五结晶相。还应当理解,第五结晶相的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。在一个实施方案中,大部分或基本上全部的氧化锆可以结晶相即第五结晶相存在。在本公开中,第五结晶相可被称为氧化锆结晶相。
在另一个实施方案中,根据本文所述的实施方案形成的锆石主体可包含特定含量的氧化锆。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于锆石主体的总重量至少0.02重量%、至少0.04重量%、至少0.06重量%、至少0.08重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%或至少1重量%的氧化锆含量。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于15重量%、诸如对于锆石主体的总重量,不大于12重量%、不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的非晶相。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值的氧化锆。还应当理解,氧化锆的含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。
参考图4和图5,包括了根据本文所述的实施方案形成的耐火物体的锆石主体的微结构的图像。当使用电子背散射衍射分析时,锆石主体可显示为包括锆石结晶相401、富含Ta-Fe-Ti的结晶相403、玻璃相405、包含在玻璃相405内的富含Ca-Al-Si的结晶相407、氧化锆结晶相409和莫来石结晶相411。当使用电子背散射衍射进一步分析时,富含Ca-Al-Si的相407包括钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)或其水合形式、葡萄石(Ca2Al2Si3O12H2)。
在一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定比率的结晶相含量。
在一个实施方案中,锆石主体可包含特定比率的CC2/CC1,其中CC2是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第二结晶相的含量,并且CC1是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第一结晶相的含量。例如,CC2/CC1的比率可以是至少0.01、至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4或至少5。在另一示例中,CC2/CC1的比率可不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于10、不大于9、不大于8、不大于7、不大于6或不大于5。此外,CC3/CC1的比率可在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内。还应当理解,CC3/CC1的比率可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值。
在一个实施方案中,锆石主体可包含特定比率的CC3/CC1,其中CC3是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第三结晶相的含量,并且CC1是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第一结晶相的含量。例如,CC3/CC1的比率为至少0.01、至少0.05、至少0.1、至少0.5、至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、至少5、至少5、至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、至少9、至少9.5或至少10。在另一示例中,CC3/CC1的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32、不大于30、不大于28、不大于25、不大于22、不大于20、不大于18、不大于15、不大于12或不大于10。此外,CC3/CC1的比率可在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内。还应当理解,CC3/CC1的比率可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值。
在一个实施方案中,锆石主体可包含特定比率的CA/CC1,其中CA是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的非晶相的含量,并且CC1是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第一结晶相的含量。在一个示例中,CA/CC1的比率可以是至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、至少5、至少5、至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、至少9、至少9.5、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少22、至少24、至少26、至少28、至少30、至少32、至少35、至少38、至少40、至少50、至少60或至少70。在另一种情况下,CA/CC1的比率可不大于500、不大于400、不大于300、不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32或不大于30。此外,CA/CC1的比率可在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内。还应当理解,CA/CC1的比率可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值。
在一个实施方案中,锆石主体可包含特定比率的CC4/CC1,其中CC4是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第四结晶相的含量,并且CC1是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第一结晶相的含量。在一个示例中,CC4/CC1的比率可以是至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90。在另一个示例中,CC4/CC1的比率可不大于9300、不大于7000、不大于5000、不大于3000、不大于1000、不大于800、不大于600、不大于500、不大于400、不大于300、不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20或甚至不大于10。此外,C4/CC1的比率可在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内。还应当理解,C4/CC1的比率可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值。
在一个实施方案中,锆石主体可包含特定比率的CC5/CC1,其中CC5是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第五结晶相的含量,并且CC1是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的第一结晶相的含量。在一个示例中,CC5/CC1的比率可以是至少0.01、至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4或至少5。在另一种情况下,CC5/CC1的比率可不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于10、不大于9、不大于8、不大于7、不大于6、不大于5、不大于4或不大于3。此外,C5/CC1的比率可在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内。还应当理解,C5/CC1的比率可以是在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的任何值。
在另一个实施方案中,根据本文所述的实施方案形成的锆石主体可包含特定含量的锆石。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少50重量%、诸如至少52重量%、至少53重量%、至少54重量%、至少55重量%、至少56重量%、至少57重量%、至少57.5重量%、至少58重量%、至少58.5重量%、至少59重量%、至少59.5重量%、至少60重量%、至少60.5重量%、至少61重量%、至少61.5重量%、至少62重量%、至少62.5重量%、至少63重量%、至少62.5重量%、至少64重量%、至少64.5重量%、至少五重量%、至少65.5重量%、至少66重量%、至少66.5重量%、至少67重量%、至少68重量%、至少69重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%或甚至至少93重量%的锆石含量。在另一示例中,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于99重量%、诸如不大于95重量%、不大于90重量%、不大于85重量%、不大于80重量%、不大于75重量%、不大于70重量%、不大于69重量%、不大于68重量%、不大于67重量%、不大于66.5重量%、不大于66重量%、不大于66.5重量%、不大于65重量%、不大于64.5重量%、不大于64重量%、不大于63.5重量%、不大于53重量%、不大于62.5重量%、不大于62重量%、不大于61.5重量%、不大于61重量%、不大于60.5重量%、不大于60重量%、不大于59.5重量%、不大于59重量%、不大于58重量%、不大于58重量%、至少57重量%、不大于57重量%、不大于56重量%、不大于55重量%、不大于54重量%、不大于53重量%、不大于52重量%或甚至不大于51重量%的锆石含量。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。在另外的实施方案中,锆石主体可包含锆石,使得大多数或基本上所有的锆石以第四结晶相存在。
根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含特定含量的含Al2O3组分。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于10重量%的含Al2O3组分,诸如不大于9重量%的含Al2O3组分、不大于8重量%的含Al2O3组分、不大于7重量%的含Al2O3组分、不大于6.8重量%的含Al2O3组分、不大于6.5重量%的含Al2O3组分、不大于6.2重量%的含Al2O3组分、不大于6重量%的含Al2O3组分、不大于5.8重量%的含Al2O3组分、不大于5.6重量%的含Al2O3组分、不大于5.3重量%的含Al2O3组分、不大于5重量%的含Al2O3组分、不大于4.8重量%的含Al2O3组分、不大于4.6重量%的含Al2O3组分。在另一示例中,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.2重量%的含Al2O3组分,诸如至少0.5重量%的含Al2O3组分、至少1.0重量%的含Al2O3组分、至少1.5重量%的含Al2O3组分、至少1.7重量%的含Al2O3组分、至少2.0重量%的含Al2O3组分、至少2.5重量%的含Al2O3组分、至少3重量%的含Al2O3组分、至少3.5重量%的含Al2O3组分、至少3.8重量%的含Al2O3组分、至少4重量%的含Al2O3组分、至少4.2重量%的含Al2O3组分、至少4.4重量%的含Al2O3组分、至少4.5重量%的含Al2O3组分。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含特定含量的Al2O3。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于10重量%的Al2O3,诸如不大于9重量%的Al2O3、不大于8重量%的Al2O3、不大于7重量%的Al2O3、不大于6.5重量%的Al2O3、不大于6重量%的Al2O3、不大于5.8重量%的Al2O3、不大于5.6重量%的Al2O3、不大于5.4重量%的Al2O3、不大于5.3重量%的Al2O3、不大于5.1重量%的Al2O3、不大于5重量%的Al2O3、不大于4.9重量%的Al2O3、不大于4.8重量%的Al2O3、不大于4.7重量%的Al2O3、不大于4.6重量%的Al2O3或甚至不大于4.5重量%的Al2O3。根据又一个实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.2重量%的Al2O3,诸如至少0.5重量%的Al2O3、至少1.0重量%的Al2O3、至少1.5重量%的Al2O3、至少2重量%的Al2O3、至少2.5重量%的Al2O3、至少3重量%的Al2O3、至少3.4重量%的Al2O3、至少3.7重量%的Al2O3、至少4重量%的Al2O3、至少4.1重量%的Al2O3、至少4.2重量%的Al2O3或甚至至少4.3重量%的Al2O3。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的Al2O3的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的Al2O3的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石主体中的含Al2O3组分可包括氧化铝。根据又一个实施方案,锆石主体中的含Al2O3组分可包含特定含量的氧化铝。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石主体中的含Al2O3组分可包含至少1重量%氧化铝,诸如至少2重量%氧化铝、至少5重量%氧化铝、至少10重量%氧化铝、至少15重量%氧化铝、至少20重量%氧化铝、至少25重量%氧化铝、至少30重量%氧化铝、至少35重量%氧化铝、至少40重量%氧化铝、至少45重量%氧化铝、至少50重量%氧化铝、至少55重量%氧化铝、至少60重量%氧化铝、至少65重量%氧化铝、至少70重量%氧化铝、至少75重量%氧化铝、至少80重量%氧化铝、至少85重量%氧化铝、至少90重量%氧化铝、至少95重量%氧化铝,或者含Al2O3组分甚至可基本上由氧化铝组成。应当理解,锆石主体中含Al2O3组分中氧化铝的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据一个具体实施方案,锆石主体中的含Al2O3组分可包括莫来石。根据又一个实施方案,锆石主体中的含Al2O3组分可包含特定含量的莫来石。例如,对于含Al2O3组分的总重量,锆石主体中的含Al2O3组分可包含至少1重量%莫来石,诸如至少2重量%莫来石、至少5重量%莫来石、至少10重量%莫来石、至少15重量%莫来石、至少20重量%莫来石、至少25重量%莫来石、至少30重量%莫来石、至少35重量%莫来石、至少40重量%莫来石、至少45重量%莫来石、至少50重量%莫来石、至少55重量%莫来石、至少60重量%莫来石、至少65重量%莫来石、至少70重量%莫来石、至少75重量%莫来石、至少80重量%莫来石、至少85重量%莫来石、至少90重量%莫来石、至少95重量%莫来石,或者含Al2O3组分甚至可基本上由莫来石组成。应当理解,锆石主体中含Al2O3组分中莫来石的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据又一个实施方案,锆石主体中的莫来石可包括Al6Si2O13。根据又一个实施方案,锆石主体中的莫来石可包含特定含量的Al6Si2O13。例如,对于莫来石的总重量,锆石主体中的莫来石可包含至少1重量%的Al6Si2O13,诸如至少2重量%的Al6Si2O13、至少5重量%的Al6Si2O13、至少10重量%的Al6Si2O13、至少15重量%的Al6Si2O13、至少20重量%的Al6Si2O13、至少25重量%的Al6Si2O13、至少30重量%的Al6Si2O13、至少35重量%的Al6Si2O13、至少40重量%的Al6Si2O13、至少45重量%的Al6Si2O13、至少50重量%的Al6Si2O13、至少55重量%的Al6Si2O13、至少60重量%的Al6Si2O13、至少65重量%的Al6Si2O13、至少70重量%的Al6Si2O13、至少75重量%的Al6Si2O13、至少80重量%的Al6Si2O13、至少85重量%的Al6Si2O13、至少90重量%的Al6Si2O13、至少95重量%的Al6Si2O13,或者锆石主体中的莫来石甚至可基本上由Al6Si2O13组成。应当理解,锆石主体中莫来石中Al6Si2O13的含量可以是上述任何值或上述任何值之间的至少任何值。
根据又一个具体实施方案,含Al2O3组分可包括铝硅酸盐物质。根据又一个实施方案,铝硅酸盐物质可包括非化学计量的莫来石、化学计量的莫来石以及它们的组合中的至少一者。根据又一个实施方案,含Al2O3组分可包括铝酸盐物质和铝硅酸盐物质的组合。根据又一个实施方案,铝硅酸盐物质以比铝酸盐物质更大的含量存在。
根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含特定含量的莫来石。在一方面,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.5重量%的莫来石,诸如对于锆石主体的总重量至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.2重量%、至少2.5重量%、至少2.7重量%、至少3重量%、至少3.2重量%、至少3.5重量%、至少3.7重量%、至少4.1重量%的莫来石。在另一方面,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8.6重量%、不大于8.2重量%、不大于8重量%、不大于7.6重量%、不大于7.4重量%、不大于7.2重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3.8重量%、不大于3.5重量%、不大于3.2重量%或不大于3重量%的莫来石。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的莫来石的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的莫来石的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含含量在包括至少0.5重量%且不大于10重量%的范围内或在包括至少3重量%且不大于8重量%的范围内的莫来石。
在一个实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CZN/CM,其中CZN是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量,并且CM是以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的莫来石的含量。在一个示例中,CZN/CM的比率可为至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少21、至少22、至少23、至少24、至少25、至少26、至少27、至少28、至少29、至少30、至少31、至少32或至少33。在另一示例中,CZN/CM的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32或不大于30。应当理解,CZN/CM的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CZN/CM的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含特定含量的SiO2组分。SiO2组分可包括作为锆石材料的一部分添加到锆石主体中的SiO2、作为含Al2O3组分的一部分添加到锆石主体中的SiO2和作为游离二氧化硅添加到锆石主体中的SiO2的组合。游离二氧化硅可被定义为未结合作为结晶形式的锆石材料或含Al2O3组分的一部分的SiO2。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于34.5重量%的SiO2、不大于33重量%的SiO2组分、不大于32.5重量%的SiO2组分、不大于32重量%的SiO2组分、不大于31.5重量%的SiO2组分、不大于30重量%的SiO2组分、不大于29.5重量%的SiO2组分、不大于29重量%的SiO2组分、不大于28.5重量%的SiO2组分、不大于28重量%的SiO2组分、不大于27.5重量%的SiO2组分、不大于27重量%的SiO2组分或甚至不大于26.5重量%的SiO2组分。根据又一个实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少25.5重量%的SiO2组分、至少26重量%的SiO2组分、至少26.5重量%的SiO2组分、至少27重量%的SiO2组分、至少27.5重量%的SiO2组分、至少28重量%的SiO2组分、至少28.5重量%的SiO2组分、至少29重量%的SiO2组分、至少29.5重量%的SiO2组分、至少30重量%的SiO2组分、至少30.5重量%的SiO2组分、至少31重量%的SiO2组分、至少31.5重量%的SiO2组分、至少32重量%的SiO2组分、至少32.5重量%的SiO2组分、至少33重量%的SiO2组分、至少33.5重量%的SiO2组分、约34重量%的SiO2组分或甚至至少34.5重量%的SiO2组分。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定比率的CSiO2/CAlC。CSiO2可表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量,并且CAlC可以表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量。例如,锆石主体可具有至少5、诸如至少8、至少10、至少13、至少15、至少18、至少20、至少23、至少25、至少28、至少30、至少33、至少35、至少38、至少40、至少43、至少45或甚至至少48的比率CSiO2/CAlC。根据另一个实施方案,锆石主体可包含不大于50、诸如不大于47、不大于45、不大于42、不大于40、不大于37、不大于35、不大于32、不大于30、不大于27、不大于20、不大于17、不大于12、不大于10或甚至不大于7的比率CSiO2/CAlC。应当理解,比率CSiO2/CAlC可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CSiO2/CAlC可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定比率的CAlC/CZN。CALC可表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的含Al2O3组分的含量,并且CZN可表示以对于该主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量。例如,锆石主体可包含不大于0.08、诸如不大于0.075、不大于0.07、不大于0.065、不大于0.06、不大于0.055、不大于0.05、不大于0.045、不大于0.04、不大于0.035、不大于0.030、不大于0.025、不大于0.02、不大于0.015或甚至不大于0.01的比率CAlC/CZN。根据又一个实施方案,锆石主体可包含至少0.002、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02、至少0.03、至少0.035、至少0.04、至少0.045、至少0.05、至少0.055、至少0.06、至少0.065、至少0.07、至少0.075、至少0.08、至少0.085或甚至至少0.09的CAlC/CZN比。应当理解,比率CAlC/CZN可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAlC/CZN可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个具体实施方案,锆石主体可包含烧结助剂,例如Ta2O5或TiO2。根据又一个具体实施方案,锆石主体可包含特定含量的烧结助剂。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于5.0重量%的烧结助剂,诸如不大于4.5重量%的烧结助剂、不大于4.0重量%的烧结助剂、不大于3.5重量%的烧结助剂、不大于3.0重量%的烧结助剂、不大于2.5重量%的烧结助剂、不大于2.0重量%的烧结助剂、不大于1.5重量%的烧结助剂、不大于1.0重量%的烧结助剂、不大于0.5重量%的烧结助剂、不大于0.1重量%的烧结助剂,或者锆石主体甚至可基本上不含烧结助剂。根据又一个具体实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.1重量%的烧结助剂、至少0.2重量%的烧结助剂、至少0.3重量%的烧结助剂、至少0.4重量%的烧结助剂、至少0.5重量%的烧结助剂、至少0.6重量%的烧结助剂、至少0.7重量%的烧结助剂、至少0.8重量%的烧结助剂或甚至至少0.9重量%的烧结助剂。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定比率的CSA/CSiO2。CSA表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的烧结助剂的含量,并且CSiO2表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石主体可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CBSA/CBSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CSA/CSiO2。应当理解,比率CSA/CSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CSA/CSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的Ta2O5。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.1重量%的Ta2O5,诸如至少0.2重量%的Ta2O5、至少0.3重量%的Ta2O5、至少0.4重量%的Ta2O5、至少0.5重量%的Ta2O5、至少0.6重量%的Ta2O5、至少0.7重量%的Ta2O5、至少0.8重量%的Ta2O5或甚至至少0.9重量%的Ta2O5。根据又一个实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于3.0重量%的Ta2O5,诸如不大于2.5重量%的Ta2O5、不大于2.0重量%的Ta2O5、不大于1.5重量%的Ta2O5、不大于1.0重量%的Ta2O5、不大于0.5重量%的Ta2O5、不大于0.1重量%的Ta2O5,或者锆石主体甚至可基本上不含Ta2O5。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定比率的CTa2O5/CSiO2。CTa2O5表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的Ta2O5的含量,并且CSiO2表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石主体可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CTa2O5/CSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CTa2O5/CSiO2。应当理解,比率CTa2O5/CSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CTa2O5/CSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的TiO2。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于5.0重量%的TiO2,诸如不大于4.5重量%的TiO2、不大于4.0重量%的TiO2、不大于3.5重量%的TiO2、不大于3.0重量%的TiO2、不大于2.5重量%的TiO2、不大于2.0重量%的TiO2、不大于1.5重量%的TiO2、不大于1.0重量%的TiO2、不大于0.5重量%的TiO2、不大于0.1重量%的TiO2,或者锆石主体甚至可基本上不含TiO2。根据又一个具体实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.1重量%的TiO2、至少0.2重量%的TiO2、至少0.3重量%的TiO2、至少0.4重量%的TiO2、至少0.5重量%的TiO2、至少0.6重量%的TiO2、至少0.7重量%的TiO2、至少0.8重量%的TiO2或甚至至少0.9重量%的TiO2。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的TiO2的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的TiO2的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定比率的CTiO2/CSiO2。CTiO2表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的TiO2的含量,并且CSiO2表示以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SiO2组分的含量。根据某些实施方案,锆石主体可包含不大于0.5、诸如不大于0.1、不大于0.05、不大于0.04、不大于0.03或甚至不大于0.02的比率CTiO2/CSiO2。根据另一个具体实施方案,锆石主体可包含至少0.001、诸如至少0.005、至少0.01、至少0.02或甚至至少0.03的比率CTiO2/CSiO2。应当理解,比率CTiO2/CSiO2可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CTiO2/CSiO2可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的组合的Ta2O5和TiO2。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于5.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2,诸如不大于4.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于3.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于2.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于1.0重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于0.5重量%的组合的Ta2O5和TiO2、不大于0.1重量%的组合的Ta2O5和TiO2,或者锆石主体甚至可基本上不含组合的Ta2O5和TiO2。根据又一个实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.1重量%的组合的Ta2O5和TiO2,诸如至少0.2重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.3重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.4重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.5重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.6重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.7重量%的组合的Ta2O5和TiO2、至少0.8重量%的组合的Ta2O5和TiO2或甚至至少0.9重量%的组合的Ta2O5和TiO2。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的组合的Ta2O5和TiO2的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的组合的Ta2O5和TiO2的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的碱土氧化物。在一方面,锆石主体可包含一种或多种碱土氧化物,其中对于锆石主体的总重量,碱土氧化物的总含量可为至少0.02重量%,诸如至少0.1重量%、至少0.15重量%、至少0.2重量%、至少0.5重量%、至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%或至少2重量%。在另一方面,对于锆石主体的总重量,碱土氧化物的总含量可不大于8重量%,诸如不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、或不大于4重量%。此外,碱土氧化物的总含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何值。还应当理解,碱土氧化物的总含量可在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内。例如,对于锆石主体的总重量,总含量可在至少0.02重量%且不大于8重量%的范围内,或者在包括至少0.15重量%且不大于8重量%的范围内。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CAl2O3/CAKO,其中CAl2O3为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的氧化铝的含量,并且CAKO为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的碱土氧化物的含量。在特定方面,碱土氧化物可包括CaO、BaO、SrO、MgO或它们的任何组合。在一个示例中,CAl2O3/CAKO的比率可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13或至少14。在另一个示例中,CAl2O3/CAKO的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于15、不大于14、不大于13、不大于12、不大于11、不大于10或不大于9。应当理解,CAl2O3/CAKO的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAl2O3/CAKO的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
在一个具体实施方案中,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的CaO。例如,对于锆石主体的总重量,至少0.02重量%、至少0.08重量%、至少0.1重量%、至少0.15重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.4重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%或至少2重量%的CaO。在另一示例中,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于5重量%的CaO,诸如不大于4重量%、不大于3.8重量%的CaO、不大于3.5重量%的CaO、不大于3重量%的CaO、不大于3.8重量%的CaO、不大于3.5重量%的CaO、不大于3.2重量%的CaO、不大于3重量%的CaO、不大于2.8重量%的CaO、不大于2.5重量%的CaO、不大于2.2重量%的CaO、不大于2重量%的CaO、不大于1.8重量%、不大于1.5重量%、不大于1.2重量%或不大于1重量%的CaO。在一个特定示例中,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何百分比的CaO。还应当理解,锆石主体可包含含量在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的CaO。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CAl2O3/CCaO,其中CAl2O3为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的氧化铝的含量,并且CCaO为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的CaO的含量。在一个示例中,CAl2O3/CCaO的比率可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13或至少14。在另一个示例中,CAl2O3/CAKO的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于15、不大于14、不大于13、不大于12、不大于11、不大于10或不大于9。应当理解,CAl2O3/CCaO的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAl2O3/CCaO的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的MgO。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.01重量%的MgO,诸如对于锆石主体的总重量,至少0.02重量%的MgO、至少0.03重量%的MgO、至少0.04重量%的MgO、至少0.05重量%的MgO、至少0.06重量%的MgO、至少0.07重量%的MgO、至少0.08重量%的MgO、至少0.09重量%的MgO、至少0.1重量%、至少0.12重量%、至少0.13重量%、至少0.15重量%或至少0.18重量%的MgO。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于0.2重量%的MgO,诸如对于锆石主体的总重量不大于0.18重量%、不大于0.15重量%、不大于0.12重量%、不大于0.1重量%、不大于0.08重量%、不大于0.05重量%或不大于0.03重量%的MgO。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何百分比的MgO。还应当理解,锆石主体可包含含量在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的MgO。在一个具体实施方案中,锆石主体可基本上不含MgO。例如,MgO可以是来自原材料中的一种或多种的杂质。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CAl2O3/CMgO,其中CAl2O3为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的氧化铝的含量,并且CMgO为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的MgO的含量。在一个示例中,CAl2O3/CMgO的比率可为至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少16、至少18、至少20、至少24、至少25、至少28、至少30、至少33、至少35、至少38或至少40。在另一个示例中,CAl2O3/CMgO的比率可不大于5000、不大于4000、不大于3000、不大于2000、不大于1000、不大于800、不大于700、不大于500、不大于300、不大于200、不大于150、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30或甚至不大于20。应当理解,CAl2O3/CMgO的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAl2O3/CMgO的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的BaO。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量至少0.05重量%的BaO,对于锆石主体的总重量至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.4重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%或至少2重量%的BaO。在另一示例中,锆石主体可包含对于锆石主体的总重量不大于5重量%的BaO,诸如对于锆石主体的总重量不大于4重量%、不大于3.8重量%、不大于3.5重量%、不大于3.2重量%、不大于3重量%、不大于2.8重量%、不大于2.5重量%、不大于2.2重量%、不大于2重量%、不大于1.8重量%、不大于1.5重量%、或不大于1.2重量%或不大于1重量%的BaO。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何百分比的BaO。还应当理解,锆石主体可包含含量在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的BaO。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CAl2O3/CBaO,其中CAl2O3为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的氧化铝的含量,并且CBaO为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的BaO的含量。在一个示例中,CAl2O3/CBaO的比率可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13或至少14。在另一个示例中,CAl2O3/CBaO的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于15、不大于14、不大于13、不大于12、不大于11、不大于10或不大于9。应当理解,CAl2O3/CBaO的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAl2O3/CBaO的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的SrO。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.05重量%的SrO,至少0.1重量%、至少0.15重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.4重量%、至少1.6重量%、至少1.8重量%或至少2重量%的SrO。在另一示例中,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于5重量%的SrO,诸如对于锆石主体的总重量,不大于4重量%、不大于3.8重量%、不大于3.5重量%、不大于3.2重量%、不大于3重量%、不大于2.8重量%、不大于2.5重量%、不大于2.2重量%、不大于2重量%、不大于1.8重量%、不大于1.5重量%、或不大于1.2重量%或不大于1重量%的SrO。此外,锆石主体可包含含量可以是在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的任何百分比的SrO。还应当理解,锆石主体可包含含量在包括本文所述的任何最小百分比与最大百分比的范围内的SrO。
根据一个具体实施方案,锆石主体可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火主体的形成的特定比率的CAl2O3/CSrO,其中CAl2O3为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的氧化铝的含量,并且CSrO为以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的SrO的含量。在一个示例中,CAl2O3/CSrO的比率可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13或至少14。在另一个示例中,CAl2O3/CSrO的比率可不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于15、不大于14、不大于13、不大于12、不大于11、不大于10或不大于9。应当理解,CAl2O3/CSrO的比率可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,CAl2O3/CSrO的比率可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的K2O。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的K2O,诸如不大于0.8重量%的K2O、不大于0.5重量%的K2O、不大于0.4重量%的K2O、不大于0.3重量%的K2O、不大于0.2重量%的K2O、不大于0.1重量%的K2O,或者锆石主体可基本上不含K2O。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的Na2O。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的Na2O,诸如不大于0.8重量%的Na2O、不大于0.5重量%的Na2O、不大于0.4重量%的Na2O、不大于0.3重量%的Na2O、不大于0.2重量%的Na2O、不大于0.1重量%的Na2O,或者锆石主体可基本上不含Na2O。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的Y2O3。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的Y2O3,诸如不大于0.8重量%的Y2O3、不大于0.5重量%的Y2O3、不大于0.4重量%的Y2O3、不大于0.3重量%的Y2O3、不大于0.2重量%的Y2O3、不大于0.1重量%的Y2O3,或者锆石主体可基本上不含Y2O3。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的P2O5。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的P2O5,诸如不大于0.8重量%的P2O5、不大于0.5重量%的P2O5、不大于0.4重量%的P2O5、不大于0.3重量%的P2O5、不大于0.2重量%的P2O5、不大于0.1重量%的P2O5,或者锆石主体可基本上不含P2O5。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的Fe2O3。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的Fe2O3,诸如不大于0.8重量%的Fe2O3、不大于0.5重量%的Fe2O3、不大于0.4重量%的Fe2O3、不大于0.3重量%的Fe2O3、不大于0.2重量%的Fe2O3、不大于0.1重量%的Fe2O3,或者锆石主体可基本上不含Fe2O3。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的ZnO。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.0重量%的ZnO,诸如不大于0.8重量%的ZnO、不大于0.5重量%的ZnO、不大于0.4重量%的ZnO、不大于0.3重量%的ZnO、不大于0.2重量%的ZnO、不大于0.1重量%的ZnO,或者锆石主体可基本上不含ZnO。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于1.5重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,诸如不大于1.2重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于1.0重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.7重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.5重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.2重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,不大于0.1重量%的组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO,或者锆石主体可基本上不含组合的Yb2O3、K2O、Na2O、Y2O3、P2O5、Fe2O3和ZnO。
在其他实施方案中,锆石主体可具有最小含量的金属氧化物,诸如例如稀土氧化物、碱金属氧化物和本文未明确公开的任何过渡金属氧化物。稀土氧化物可包括包含来自镧系的稀土金属(即原子序数在57与71之间的元素)的任何氧化物组合物,例如氧化镧、氧化铈和氧化铕。碱金属氧化物可包括包含第一族金属(即,锂、钠、钾、铷、铯和钫)的任何氧化组合物,例如氧化锂、氧化钾和氧化铯。具有最小含量的上述任何氧化物(例如稀土氧化物、碱金属氧化物和本文未明确公开的任何过渡金属氧化物)的锆石主体可具有不大于锆石主体的总重量的1重量%、诸如不大于0.7重量%、不大于0.5重量%或甚至不大于0.2重量%的氧化物含量。
根据一个具体实施方案,根据本文所述的方法形成的耐火物体可包含含有游离二氧化硅的非晶相。游离二氧化硅可被定义为未结合作为结晶形式的锆石材料或含Al2O3组分的一部分的SiO2。在特定方面,大多数或基本上所有的游离二氧化硅可存在于锆石主体的非晶相中。在另一个实施方案中,第四结晶相可包括锆石晶粒,并且游离二氧化硅可存在于锆石晶粒之间。
根据其他实施方案,锆石主体可包含特定含量的游离二氧化硅。例如,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含不大于4.5重量%的游离二氧化硅,诸如不大于4.0重量%的游离二氧化硅、不大于3.9重量%的游离二氧化硅、不大于3.8重量%的游离二氧化硅、不大于3.7重量%的游离二氧化硅、不大于3.6重量%的游离二氧化硅、不大于3.5重量%的游离二氧化硅、不大于3.4重量%的游离二氧化硅、不大于3.3重量%的游离二氧化硅、不大于3.2重量%的游离二氧化硅、不大于3.1重量%的游离二氧化硅、不大于3.0重量%的游离二氧化硅、不大于2.9重量%的游离二氧化硅、不大于2.8重量%的游离二氧化硅、不大于2.7重量%的游离二氧化硅、不大于2.6重量%的游离二氧化硅、不大于2.5重量%的游离二氧化硅、不大于2.4重量%的游离二氧化硅、不大于2.3重量%的游离二氧化硅、不大于2.2重量%的游离二氧化硅、不大于2.1重量%的游离二氧化硅、不大于2.0重量%的游离二氧化硅、不大于1.9重量%的游离二氧化硅、不大于1.8重量%的游离二氧化硅、不大于1.7重量%的游离二氧化硅、不大于1.6重量%的游离二氧化硅、不大于1.5重量%的游离二氧化硅、不大于1.4重量%的游离二氧化硅、不大于1.3重量%的游离二氧化硅、不大于1.2重量%的游离二氧化硅、不大于1.1重量%的游离二氧化硅、不大于1.0重量%的游离二氧化硅或甚至不大于0.5重量%的游离二氧化硅。根据其他实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石主体可包含至少0.1重量%的游离二氧化硅,诸如至少0.5重量%的游离二氧化硅、至少0.6重量%的游离二氧化硅、至少0.7重量%的游离二氧化硅、至少0.8重量%的游离二氧化硅、至少0.9重量%的游离二氧化硅、至少1.0重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.2重量%的游离二氧化硅、至少1.3重量%的游离二氧化硅、至少1.4重量%的游离二氧化硅、至少1.5重量%的游离二氧化硅、至少1.6重量%的游离二氧化硅、至少1.7重量%的游离二氧化硅、至少1.8重量%的游离二氧化硅、至少1.9重量%的游离二氧化硅、至少2.0重量%的游离二氧化硅、至少2.1重量%的游离二氧化硅、至少2.2重量%的游离二氧化硅、至少2.3重量%的游离二氧化硅、至少2.4重量%的游离二氧化硅、至少2.5重量%的游离二氧化硅、至少2.6重量%的游离二氧化硅、至少2.7重量%的游离二氧化硅、至少2.8重量%的游离二氧化硅、至少2.9重量%的游离二氧化硅、至少3.0重量%的游离二氧化硅、至少3.1重量%的游离二氧化硅、至少3.2重量%的游离二氧化硅、至少3.3重量%的游离二氧化硅、至少3.4重量%的游离二氧化硅、至少3.5重量%的游离二氧化硅、至少3.6重量%的游离二氧化硅、至少3.7重量%的游离二氧化硅、至少3.8重量%的游离二氧化硅、至少3.9重量%的游离二氧化硅、至少4.0重量%的游离二氧化硅或甚至至少4.5重量%的游离二氧化硅。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石主体中游离二氧化硅的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石主体中游离二氧化硅的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
根据另一个具体实施方案,锆石主体中的锆石晶粒可包含特定含量的游离二氧化硅。例如,对于锆石主体的总重量,锆石晶粒可包含不大于4.5重量%的游离二氧化硅,诸如不大于4.0重量%的游离二氧化硅、不大于3.9重量%的游离二氧化硅、不大于3.8重量%的游离二氧化硅、不大于3.7重量%的游离二氧化硅、不大于3.6重量%的游离二氧化硅、不大于3.5重量%的游离二氧化硅、不大于3.4重量%的游离二氧化硅、不大于3.3重量%的游离二氧化硅、不大于3.2重量%的游离二氧化硅、不大于3.1重量%的游离二氧化硅、不大于3.0重量%的游离二氧化硅、不大于2.9重量%的游离二氧化硅、不大于2.8重量%的游离二氧化硅、不大于2.7重量%的游离二氧化硅、不大于2.6重量%的游离二氧化硅、不大于2.5重量%的游离二氧化硅、不大于2.4重量%的游离二氧化硅、不大于2.3重量%的游离二氧化硅、不大于2.2重量%的游离二氧化硅、不大于2.1重量%的游离二氧化硅、不大于2.0重量%的游离二氧化硅、不大于1.9重量%的游离二氧化硅、不大于1.8重量%的游离二氧化硅、不大于1.7重量%的游离二氧化硅、不大于1.6重量%的游离二氧化硅、不大于1.5重量%的游离二氧化硅、不大于1.4重量%的游离二氧化硅、不大于1.3重量%的游离二氧化硅、不大于1.2重量%的游离二氧化硅、不大于1.1重量%的游离二氧化硅、不大于1.0重量%的游离二氧化硅或甚至不大于0.5重量%的游离二氧化硅。根据其他实施方案,对于锆石主体的总重量,锆石晶粒可包含至少0.1重量%的游离二氧化硅,诸如至少0.5重量%的游离二氧化硅、至少0.6重量%的游离二氧化硅、至少0.7重量%的游离二氧化硅、至少0.8重量%的游离二氧化硅、至少0.9重量%的游离二氧化硅、至少1.0重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.1重量%的游离二氧化硅、至少1.2重量%的游离二氧化硅、至少1.3重量%的游离二氧化硅、至少1.4重量%的游离二氧化硅、至少1.5重量%的游离二氧化硅、至少1.6重量%的游离二氧化硅、至少1.7重量%的游离二氧化硅、至少1.8重量%的游离二氧化硅、至少1.9重量%的游离二氧化硅、至少2.0重量%的游离二氧化硅、至少2.1重量%的游离二氧化硅、至少2.2重量%的游离二氧化硅、至少2.3重量%的游离二氧化硅、至少2.4重量%的游离二氧化硅、至少2.5重量%的游离二氧化硅、至少2.6重量%的游离二氧化硅、至少2.7重量%的游离二氧化硅、至少2.8重量%的游离二氧化硅、至少2.9重量%的游离二氧化硅、至少3.0重量%的游离二氧化硅、至少3.1重量%的游离二氧化硅、至少3.2重量%的游离二氧化硅、至少3.3重量%的游离二氧化硅、至少3.4重量%的游离二氧化硅、至少3.5重量%的游离二氧化硅、至少3.6重量%的游离二氧化硅、至少3.7重量%的游离二氧化硅、至少3.8重量%的游离二氧化硅、至少3.9重量%的游离二氧化硅、至少4.0重量%的游离二氧化硅或甚至至少4.5重量%的游离二氧化硅。应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石晶粒中游离二氧化硅的含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石晶粒中游离二氧化硅的含量可在上述任何最小值与最大值之间的范围内。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的二氧化硅(SiO2)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的SiO2,其可使用具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量至少20重量%的SiO2含量,诸如对于非晶相的总重量至少23重量%、至少25重量%、至少28重量%、至少30重量%、至少33重量%、至少35重量%、至少37重量%、至少40重量%、至少45重量%、至少47重量%、至少49重量%、至少50重量%、至少51重量%、至少53重量%、至少55重量%、至少58重量%、至少60重量%、至少61重量%、至少63重量%、至少65重量%、至少67重量%或甚至至少70重量%的二氧化硅。根据又一个实施方案,对于非晶相的总重量,非晶相可包含不大于80重量%、诸如不大于78重量%、不大于75重量%、不大于73重量%、不大于71重量%、不大于70重量%、不大于69重量%、不大于67重量%、不大于65重量%、不大于60重量%、不大于55重量%、不大于50重量%、不大于45重量%、不大于40重量%、不大于37重量%、不大于35重量%、不大于33重量%、不大于30重量%或甚至不大于27重量%的SiO2含量。应当理解,非晶相中SiO2的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中SiO2的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量在包括至少47重量%至85重量%的范围内或者对于非晶相的总重量在包括至少54重量%至不大于67重量%的范围内的二氧化硅含量。
在一个实施方案中,根据本文所述的实施方案形成的锆石主体可包含含有氧化铝(Al2O3)的非晶相。氧化铝可以是游离氧化铝,未结合作为结晶形式的锆石材料或含二氧化硅组分的一部分。在另一个实施方案中,大多数或基本上所有的游离氧化铝可存在于非晶相中。在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的氧化铝(Al2O3)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的Al2O3,其可使用具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量至少5重量%的Al2O3含量,诸如对于非晶相的总重量至少8重量%、至少10重量%、至少12重量%、至少13重量%、至少14重量%、至少15重量%、至少16重量%、至少17重量%、至少18重量%、至少20重量%、至少21重量%、至少22重量%、至少23重量%、或甚至至少25重量%的氧化铝。根据又一个实施方案,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于39重量%的Al2O3含量,诸如对于非晶相的总重量不大于37重量%、不大于35重量%、不大于32重量%、不大于30重量%、不大于28重量%、不大于27重量%、不大于25重量%、不大于23重量%、不大于21重量%、不大于19重量%、不大于17重量%、不大于16重量%、不大于15重量%或不大于13重量%的氧化铝。应当理解,非晶相中Al2O3的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中Al2O3的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量在包括至少10重量%至35重量%的范围内或者对于非晶相的总重量在包括至少16重量%至至多23重量%的范围内的氧化铝含量。
根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的碱土氧化物,其可使用具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。碱土氧化物可以是游离的碱土氧化物,未结合作为锆石材料或含氧化铝组分的一部分。碱土氧化物可包括CaO、BaO、MgO、SrO或它们的任何组合。在特定方面,大多数或基本上所有的游离碱土氧化物可存在于非晶相中。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定总含量的碱土氧化物。在一个示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量至少2重量%的碱土氧化物总含量。在一个具体示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量大于2.9重量%的碱土氧化物总含量,诸如对于非晶相的总重量大于3.0重量%、至少3.1重量%、至少3.2重量%、至少3.5重量%、至少3.8重量%、至少4重量%、至少4.3重量%、至少4.5重量%、至少4.8重量%、至少5重量%、至少5.3重量%、至少5.5重量%、至少5.7重量%、至少6.0重量%、至少6.3重量%、至少6.5重量%、至少6.8重量%、至少7重量%、至少7.6重量%、至少7.9重量%、至少8.1重量%、至少8.3重量%、至少8.5重量%、至少8.8重量%、至少9重量%、至少9.3重量%、至少9.5重量%、至少9.8重量%、至少10重量%、至少10.4重量%、至少10.8重量%、至少11.0重量%、至少11.3重量%、至少11.5重量%、至少11.8重量%、至少12.0重量%、至少12.3重量%、至少12.5重量%、至少12.8重量%、至少13.0重量%或甚至至少13.2重量%的碱土氧化物。根据又一个实施方案,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于50重量%的碱土氧化物含量,诸如对于非晶相的总重量不大于45重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%、不大于20重量%、不大于15重量%、或不大于14重量%的碱土氧化物。在一个具体示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于13.7重量%的碱土氧化物总含量,诸如对于非晶相的总重量不大于13.5重量%、不大于13.2重量%、不大于13重量%、不大于12重量%、不大于11重量%、不大于10重量%、不大于9重量%的碱土氧化物、不大于8重量%的碱土氧化物、不大于7重量%的碱土氧化物、不大于6重量%的碱土氧化物、不大于5重量%的碱土氧化物、不大于4.5重量%的碱土氧化物、不大于4.2重量%的碱土氧化物、不大于4重量%的碱土氧化物或不大于3.5重量%的碱土氧化物。应当理解,非晶相中碱土氧化物的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中碱土氧化物的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的氧化钙(CaO)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的CaO,其可使用具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量大于1.9重量%的CaO含量,诸如对于非晶相的总重量至少2.0重量%、至少2.2重量%、至少2.5重量%、至少2.8重量%、至少3重量%、至少3.2重量%、至少3.5重量%、至少3.8重量%、至少4.2重量%、至少4.8重量%、至少5重量%、至少5.2重量%、至少5.5重量%、至少5.7重量%、至少5.9重量%、至少6.2重量%、至少6.5重量%、至少6.7重量%、至少6.8重量%、至少7重量%、至少7.1重量%、至少7.4重量%、至少7.4重量%、至少7.8重量%、至少8.1重量%、至少8.4重量%、至少8.7重量%、至少9重量%或至少9.2重量%的氧化钙。在某些情况下,非晶相可包含甚至更高的CaO含量,诸如对于非晶相的总重量至少10重量%、诸如至少13重量%、至少15重量%、至少18重量%、至少20重量%、至少22重量%或甚至至少25重量%的CaO。根据又一个实施方案,对于非晶相的总重量,非晶相可包含不大于50重量%、诸如不大于90重量%、不大于85重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%或甚至不大于20重量%的CaO含量。在特定情况下,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于14重量%的氧化钙含量,诸如对于非晶相的总重量不大于13重量%的氧化钙、不大于12重量%的氧化钙、不大于11重量%的氧化钙、不大于10重量%的氧化钙、不大于9重量%的氧化钙、不大于8.9重量%的氧化钙、不大于8.8重量%的氧化钙、不大于8.7重量%的氧化钙、不大于8.3重量%的氧化钙、不大于8.1重量%的氧化钙、不大于7.7重量%的氧化钙、不大于7.4重量%的氧化钙、不大于7.2重量%、不大于7.0重量%、不大于6.8重量%、不大于6.5重量%、不大于6.2重量%、不大于5.9重量%、不大于5.7重量%、不大于5.5重量%、不大于5.1重量%、不大于4.9重量%、不大于4.6重量%、不大于4.3重量%、不大于4.0重量%或不大于3.8重量%的氧化钙。应当理解,非晶相中CaO的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中CaO的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的氧化钡(BaO)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的BaO,其可使用具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量大于0.1重量%的BaO含量,诸如对于非晶相的总重量至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少0.9重量%、至少1.1重量%、至少1.3重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.2重量%、至少2.8重量%、至少3重量%、至少3.3重量%、至少3.7重量%、至少3.9重量%、至少4.0重量%、至少4.2重量%、至少4.6重量%、至少5重量%、至少5.1重量%、至少5.8重量%、至少6.3重量%、至少6.5重量%、至少7重量%、至少8.0重量%、至少9重量%、至少10重量%、至少10.4重量%、至少10.9重量%、至少11重量%、至少11.4重量%、至少11.6重量%或至少11.8重量%的氧化钡。在某些情况下,对于非晶相的总重量,非晶相可包含更高的BaO含量,诸如至少13重量%、至少15重量%、至少18重量%、至少20重量%、至少22重量%或甚至至少25重量%的BaO。根据又一个实施方案,对于非晶相的总重量,非晶相可包含不大于50重量%、诸如不大于90重量%、不大于85重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%或甚至不大于20重量%的BaO含量。在特定示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于14重量%的氧化钡含量,诸如对于非晶相的总重量不大于13重量%、不大于12重量%、不大于11.8重量%、不大于11.4重量%、不大于10.9重量%、不大于9.8重量%、不大于9.3重量%、不大于8.9重量%、不大于8.3重量%、不大于8.1重量%、不大于7.7重量%、不大于7.4重量%、不大于7.2重量%、不大于7.0重量%、不大于6.8重量%、不大于6.5重量%、不大于6.2重量%、不大于5.9重量%、不大于5.7重量%、不大于5.5重量%、不大于5.1重量%、不大于4.9重量%、不大于4.6重量%、不大于4.3重量%、不大于4.1重量%、不大于3.9重量%、不大于3.6重量%、不大于3.2重量%、不大于2.9重量%、不大于2.5重量%、不大于2.3重量%、不大于2.0重量%、不大于1.5重量%或不大于1.1重量%的氧化钡。应当理解,非晶相中BaO的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中BaO的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的氧化镁(MgO)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的MgO,其可使用具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量至少0.01重量%、诸如对于非晶相的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.5重量%、至少0.7重量%或至少0.9重量%的MgO含量。根据又一个实施方案,非晶相可包含对于非晶相的总重量小于4.5重量%、诸如对于非晶相的总重量不大于4重量%、不大于3.5重量%、不大于3重量%、不大于2.5重量%、不大于2重量%、不大于1.5重量%、不大于1重量%、不大于0.8重量%、不大于0.6重量%、不大于0.4重量%、不大于0.3重量%、不大于0.25重量%、不大于0.2重量%、不大于0.1重量%或甚至不大于0.05重量%的MgO含量。在特定示例中,非晶相可基本上不含MgO。应当理解,非晶相中MgO的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中MgO的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在一个实施方案中,非晶相可包含可促进具有改善的特性和/或性能的耐火物体的形成的特定含量的氧化锶(SrO)。根据又一个具体实施方案,锆石主体的非晶相可包含特定含量的SrO,其可使用具有能量色散X射线光谱的扫描电子显微镜或具有波长色散X射线光谱的扫描电子显微镜来测量。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量大于0.1重量%的SrO含量,诸如对于非晶相的总重量至少0.5重量%、至少0.7重量%、至少0.9重量%、至少1.1重量%、至少1.3重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.2重量%、至少2.8重量%、至少3重量%、至少3.3重量%、至少3.7重量%、至少4.2重量%、至少4.6重量%、至少5重量%、至少5.1重量%、至少5.8重量%、至少6.3重量%、至少6.5重量%、至少7重量%、至少8.0重量%、至少9重量%、至少9.3重量%、至少9.6重量%、至少10重量%或至少10.4重量%的氧化锶。在某些情况下,非晶相可包含甚至更高的SrO含量,诸如对于非晶相的总重量至少13重量%的SrO,对于非晶相的总重量至少15重量%、至少18重量%、至少20重量%、至少22重量%、或甚至至少25重量%的SrO。根据又一个实施方案,对于非晶相的总重量,非晶相可包含不大于50重量%、诸如不大于90重量%、不大于85重量%、不大于40重量%、不大于35重量%、不大于30重量%、不大于25重量%或甚至不大于20重量%的SrO含量。在特定示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于14重量%的氧化锶含量,诸如对于非晶相的总重量不大于13重量%、不大于12重量%、不大于11重量%、不大于10.4重量%、不大于10.0重量%、不大于9重量%、不大于8.9重量%、不大于8.8重量%的氧化锶、不大于8.7重量%、不大于8.3重量%、不大于8.1重量%、不大于7.7重量%、不大于7.4重量%、不大于7.2重量%、不大于7.0重量%、不大于6.8重量%、不大于6.5重量%、不大于6.2重量%、不大于5.9重量%、不大于5.7重量%、不大于5.5重量%、不大于5.1重量%、不大于4.9重量%、不大于4.6重量%、不大于4.3重量%、不大于4.0重量%、不大于3.5重量%、不大于3.1重量%、不大于2.9重量%、不大于2.5重量%、不大于2.3重量%、不大于2.0重量%、不大于1.5重量%或不大于1.1重量%的氧化锶。应当理解,非晶相中SrO的含量可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,非晶相中SrO的含量可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
在另一个实施方案中,非晶相可包含可促进改善的锆石主体的形成以及改善的锆石主体的特性和/或性能的特定含量的氧化钽(Ta2O5)。例如,非晶相可包含对于非晶相的总重量不大于12重量%的氧化钽含量,诸如对于非晶相的总重量不大于11.7重量%的氧化钽、不大于11.5重量%的氧化钽、不大于11.3重量%的氧化钽、不大于11.1重量%的氧化钽、不大于10.9重量%的氧化钽、不大于10.6重量%的氧化钽、不大于10.3重量%的氧化钽、不大于10.0重量%的氧化钽、不大于9.6重量%的氧化钽、不大于9.3重量%的氧化钽、不大于9.1重量%的氧化钽、不大于8.8重量%的氧化钽、不大于8.5重量%的氧化钽、不大于8.2重量%的氧化钽、不大于7.9重量%的氧化钽、不大于7.5重量%的氧化钽、不大于7.1重量%的氧化钽、不大于6.8重量%的氧化钽、不大于6.5重量%的氧化钽或不大于6.3重量%的氧化钽。在另一示例中,非晶相可包含对于非晶相的总重量至少6.0重量%的氧化钽含量,诸如对于非晶相的总重量至少6.3重量%的碱土氧化物、至少6.5重量%的氧化钽、至少6.8重量%的碱土氧化物、至少7.0重量%的氧化钽、至少7.3重量%的氧化钽、至少7.5重量%的碱土氧化物、至少7.7重量%的碱土氧化物、至少7.9重量%的碱土氧化物、至少8.3重量%的氧化钽、至少8.5重量%的氧化钽、至少8.7重量%的氧化钽、至少9.0重量%的氧化钽、至少9.3重量%的氧化钽、至少9.5重量%的氧化钽、至少9.8重量%的氧化钽、至少10.0重量%的氧化钽、至少10.3重量%的氧化钽、至少10.5重量%的氧化钽、至少10.7重量%的氧化钽、至少11.0重量%的氧化钽或甚至至少11.1重量%的氧化钽。应当理解,以对于非晶相的总重量而言的重量%计的氧化钽的总含量可以是上述任何最小值与最大值之间的任何值。还应当理解,以对于非晶相的总重量而言的重量%计的氧化钽的总含量可在包括上述任何最小值与最大值的范围内。例如,对于非晶相的总重量,非晶相可包含含量为6.0重量%至12.0重量%或6.3重量%至11.1重量%的氧化钽。
根据其他实施方案,锆石主体中的锆石晶粒可具有特定的平均晶粒尺寸。例如,锆石晶粒可具有至少3μm、诸如至少4μm、至少5μm、至少6μm、至少7μm、至少8μm、至少9μm、至少10μm、至少12μm或甚至至少14μm的平均晶粒尺寸。根据其他实施方案,锆石晶粒可具有不大于44μm、不大于30μm、不大于20μm、不大于15μm或甚至不大于10μm的平均晶粒尺寸。应当理解,锆石主体中的锆石晶粒可具有在上述任何最大值与最小值之间的任何值的平均晶粒尺寸。还应当理解,锆石主体中的锆石晶粒可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的平均晶粒尺寸。
根据又一个实施方案,锆石主体可包含特定含量的表观孔隙率。表观孔隙率可使用ASTM C20测量。例如,锆石主体可包含对于锆石主体的总体积至少0.1体积%、诸如至少0.5体积%、至少1.0体积%、至少1.5体积%、至少2.0体积%、至少2.5体积%、至少3.0体积%、至少3.5体积%、至少4.0体积%、至少4.5体积%、至少5.0体积%、至少6体积%、至少7体积%、至少8体积%、至少9体积%、至少10体积%、至少11体积%、至少12体积%、至少13体积%、至少或甚至至少14体积%的表观孔隙率。根据其他实施方案,锆石主体可包含对于锆石主体的总体积不大于15体积%、诸如不大于14体积%、不大于13体积%、不大于12体积%、不大于11体积%、不大于10体积%、不大于9体积%、不大于8体积%、不大于7体积%、不大于6体积%、不大于5体积%、不大于4.5体积%、不大于4.0体积%、不大于3.5体积%、不大于3.0体积%、不大于2.5体积%、不大于2.0体积%、不大于1.5体积%、不大于1.0体积%和不大于0.5体积%的表观孔隙率。应当理解,锆石主体可具有在上述任何最大值与最小值之间的任何值的表观孔隙率。还应当理解,锆石主体可具有在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值的表观孔隙率。
如本文所述形成的耐火物体的另一个具体实施方案可包括锆石主体,该锆石主体可包含锆石晶粒并且该锆石主体可具有外部部分和内部部分。外部部分和内部部分的交叉点可在距主体的外表面5000μm的深度处测量。主体的外部部分可具有以体积百分比测量的表观孔隙率(Pop),并且主体的内部部分可具有以体积百分比测量的表观孔隙率(Pip)。
表观孔隙率可使用ASTM C20测量。在某些实施方案中,Pop和Pip可以是基本上类似的。例如,Pop和Pip可具有不大于25%、诸如不大于20%、不大于15%、不大于10%、不大于5%、不大于4%、不大于3%或不大于2%体积的差异。在其他实施方案中,Pop和Pip可具有至少1%、诸如至少2%、至少3%、至少4%、至少5%或至少9%体积的差异。应当理解,Pop与Pip之间的表观孔隙率差异可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,Pop与Pip之间的表观孔隙率差异可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
根据其他实施方案,锆石主体可具有主体外部部分的表观孔隙率(Pop)与主体内部部分的表观孔隙率(Pip)的特定比率。该比率可在数学上表达为Pop/Pip。Pop可表示以体积百分比测量的锆石主体外部部分的表观孔隙率。Pip可表示以体积百分比测量的主体内部部分的表观孔隙率。在某些实施方案中,主体可包括不大于1.9、诸如不大于1.8、不大于1.7、不大于1.6、不大于1.5、不大于1.4、不大于1.3、不大于1.2或甚至不大于1.1的表观孔隙率比Pop/Pip。在其他实施方案中,主体可包括约1的表观孔隙率比Pop/Pip。在其他实施方案中,主体可包括至少0.8、诸如至少0.85、至少0.9或甚至至少0.95的表观孔隙率比Pop/Pip。应当理解,孔隙率比Pop/Pip可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,孔隙率比Pop/Pip可以是在上述任何最大值与最小值之间的范围内的任何值。
根据另一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有特定的密度。密度(D)可根据ASTM C20使用表观比重来确定。在一个实施方案中,锆石主体可具有至少3.7g/cm3、诸如3.8g/cm3、3.9g/cm3、4.0g/cm3、4.1g/cm3、至少4.2g/cm3、至少4.3g/cm3或甚至至少4.4g/cm3的密度。在其他情况下,锆石主体可具有不大于4.5g/cm3、诸如不大于4.4g/cm3、不大于4.3g/cm3、不大于4.2g/cm3、不大于4.1g/cm3、不大于4.0g/cm3、不大于3.9g/cm3、不大于3.8g/cm3或甚至不大于3.7g/cm3的密度。应当理解,密度可以是上述任何最大值与最小值之间的任何值。还应当理解,密度可以是在上述任何最小值与最大值之间的范围内的任何值。
根据另一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体对于特定温度可具有特定的蠕变变形率。蠕变变形率可使用等温四点蠕变测试来测量。
在四点等温蠕变测试中,使用四点弯曲测试配置,其中两个外部支撑件放置在样品下方并且两个内部加载构件在样品顶部上施加力。外部支撑件之间的距离L可以是80mm,并且内部加载构件之间的距离l可以是40mm。样品棒可具有8mm的高度“a”、9mm的宽度“b”和100mm的长度。在测试期间,可将样品棒放置在支撑构件上并且加载构件可在样品棒上施加2MPa的应力。测试可在加热室中进行。在12小时至48小时的总测试时间内,测试期间加热室的温度可保持在设定的测试温度,诸如例如1350℃、1325℃、1300℃或1275℃的温度。可在测试期间使用与样品底表面接触的LVDT测量以毫米(mm)计的样品的瞬时挠度。从瞬时位移中减去参考位移以提供测试期间的特定样品位移。然后可使用样品位移来计算每小时的蠕变变形率(即,蠕变变形率)。变形率Rdef由特定样品位移率“Rdisp”通过以下式导出:Rdef=Rdisp.12.a/(3.L2–(L-l))2。
根据一个具体实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1350℃的温度和2MPa的施加应力下测量的特定的蠕变变形率。例如,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1350℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的小于3.0E-5h-1、诸如不大于2.5E-5h-1、不大于2.2E-5h-1、不大于1.8E-5h-1、不大于1.5E-5h-1、不大于1.2E-5h-1、不大于1E-5h-1、不大于9.5E-6h-1、不大于9E-6h-1、不大于8E-6h-1或不大于7E-6h-1的蠕变变形率。在另一示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1350℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的至少0.5E-6h-1、至少1E-6h-1或至少1.5E-6h-1的蠕变变形率。在另一种情况下,如使用四点弯曲测试在1350℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的,锆石主体可具有在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的蠕变变形率。
根据另一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1325℃的温度和2MPa的施加应力下测量的特定的蠕变变形率。例如,在另一示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1325℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的小于约8.8E-6h-1、诸如不大于8.5E-6h-1、不大于8E-6h-1、不大于7.5E-6h-1、不大于7E-6h-1或不大于6.5E-6h-1、不大于6E-6h-1、不大于5.5E-6h-1、不大于5E-6h-1、不大于4.5E-6h-1、不大于4.3E-6h-1、不大于4E-6h-1、不大于3.5E-6h-1或不大于3E-6h-1的蠕变变形率。在另一示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1325℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的至少0.05E-6h-1、至少0.5E-6h-1或至少0.75E-6h-1的蠕变变形率。在另一种情况下,如使用四点弯曲测试在1325℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的,锆石主体可具有在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的蠕变变形率。
根据又一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1300℃的温度和2MPa的施加应力下测量的特定的蠕变变形率。例如,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1300℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的小于1.5E-5h-1、诸如小于4.5E-6h-1、不大于4E-6h-1、不大于3.5E-6h-1、不大于3E-6h-1、不大于2.5E-6h-1、不大于2.2E-6h-1、不大于2E-6h-1、不大于1.8E-6h-1、不大于1.5E-6h-1或不大于1.2E-6h-1的蠕变变形率。在另一示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1300℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的至少0.05E-6h-1、至少0.1E-6h-1、至少0.3E-6h-1或至少0.5E-6h-1的蠕变变形率。在另一种情况下,如使用四点弯曲测试在1300℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的,锆石主体可具有在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的蠕变变形率。
根据又一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1275℃的温度和2MPa的施加应力下测量的特定的蠕变变形率。例如,该锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1275℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的小于4.0E-6h-1、诸如不大于3.5E-6h-1的蠕变变形率。在具体示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1275℃的温度下在施加应力下测量小于2.7E-6h-1、不大于2.6E-6h-1、不大于2.5E-6h-1、不大于2.4E-6h-1、不大于2.53E-6h-1、不大于2.2E-6h-1、不大于2.1E-6h-1、不大于1.9E-6h-1、不大于1.7E-6h-1、不大于1.5E-6h-1、不大于1.3E-6h-1或不大于1.1E-6h-1的蠕变变形率。在另一示例中,锆石主体可具有如使用四点弯曲测试在1275℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的至少0.005E-6h-1、至少0.008E-6h-1、至少0.01E-6h-1、至少0.03E-6h-1、至少0.05E-6h-1、至少0.08E-6h-1或至少0.1E-6h-1的蠕变变形率。在另一种情况下,如使用四点弯曲测试在1275℃的温度下在2MPa的施加应力下测量的,锆石主体可具有在包括本文所述的任何最小值与最大值的范围内的蠕变变形率。
根据又一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具如使用称为LTPS玻璃的玻璃进行的短期或长期起泡测试测量的有特定的起泡值。LTPS玻璃是一种可商购获得的用于生产AMLCD显示器的无碱硼铝硅酸盐玻璃基材。LTPS玻璃1和2玻璃具有在2.4g/cc与2.7g/cc之间的密度和在650℃与800℃之间的应变点。
在短期斑块起泡测试中,制备正方形或圆柱体样品。正方形样品可以具有1英寸的长度和宽度以及1/4英寸的厚度。圆柱体样品可具有1英寸的直径和1/4英寸的厚度。可将样品的面打磨成30微米的表面光洁度,在超声浴中清洁并干燥。可将玻璃片(即,LTPS玻璃1和2)放置在样品的表面上并可将样品以5℃/分钟加热至1300℃的测试温度。可将样品在测试温度下保持8小时,然后以至少10℃/分钟快速冷却至室温,以避免玻璃的失透。然后可将样品切成两半,并将横截面抛光至1微米。然后可使用立体显微镜或双筒望远镜观察横截面,并计算在3000微米的截面中沿界面至500微米深度进入玻璃的可见气泡的数量。然后可将气泡数量除以1.5,得到样品与玻璃之间界面处每平方毫米的气泡数量。
在长期坩埚起泡测试中,从样品块对坩埚进行芯钻。坩埚可具有40mm的高度和50mm的直径,在坩埚的中间具有30mm的高度和30mm的直径的孔。一旦制备好,就可在超声浴中使用DI水清洗坩埚以消除来自加工的任何可能的残余物,然后干燥。一旦干燥,可用20g玻璃碎片(即,LTPS 1和2玻璃)填充坩埚,然后加热至测试温度并均热延长的时间段(72小时、120小时或360小时)。在均热完成后,将坩埚冷却至室温。然后垂直切割坩埚以暴露玻璃,并观察起泡强度。在长期坩埚起泡测试中,在1300℃下在LTPS 1和2玻璃中测试材料360小时。然后可使用立体显微镜或双筒望远镜观察横截面,并计算在3000微米的截面中沿界面至500微米深度进入玻璃的可见气泡的数量。然后可将气泡数量除以1.5,得到样品与玻璃之间界面处每平方毫米的气泡数量。
根据具体实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用短期斑块起泡测试对LTPS 1和2玻璃测量的特定的起泡值。
根据又一个实施方案,根据本文所述的方法形成的锆石主体可具有如使用长期坩埚起泡测试测量的特定的起泡值,该长期坩埚起泡测试是在暴露于1300℃的温度360小时之后对LTPS 1和2玻璃测量的。例如,使用长期坩埚起泡测试在360小时之后对LTPS 1和2玻璃测量的起泡值可不大于1个气泡/mm2。
值得注意的是,与根据常规方法形成的常规基于锆石的材料相比,已确定包括根据本文所述的实施方案形成的锆石的耐火物体中的起泡值较低。
许多不同方面和实施方案都是可能的。下文描述了这些方面和实施方案中的一些。在阅读本说明书之后,本领域技术人员将理解这些方面和实施方案仅是示例性的并且不限制本发明的范围。实施方案可以根据如下列出的实施方案中的任一个或多个实施方案。
实施方案
实施方案1.一种耐火物体,所述耐火物体包括:锆石主体,其中所述锆石主体包括第一结晶相,所述第一结晶相包含碱土金属元素。
实施方案2.一种耐火物体,所述耐火物体包括:锆石主体,所述锆石主体在1350℃的温度和2MPa的应力下具有不大于约1.8E-5h-1的蠕变变形率。
实施方案3.一种耐火物体,所述耐火物体包括:锆石主体,所述锆石主体在1275℃的温度和2MPa的应力下具有小于约2.7E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案4.一种耐火物体,所述耐火物体包括:锆石主体,所述锆石主体在1325℃的温度和2MPa的应力下具有小于约8.8E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案5.一种耐火物体,所述耐火物体包括:锆石主体,所述锆石主体在1300℃的温度和2MPa的应力下具有小于约4.5E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案6.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括第一结晶相,所述第一结晶相包含碱金属元素,所述碱金属元素包括Ca、Mg、Sr和Ba中的至少一者。
实施方案7.根据实施方案6所述的耐火物体,其中所述第一结晶相还包含Al、Si或它们的组合。
实施方案8.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括第一结晶相,所述第一结晶相包含铝硅酸钙、铝硅酸钡、铝硅酸镁、铝硅酸锶或它们的组合。
实施方案9.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括第一结晶相,所述第一结晶相包括长石型晶体。
实施方案10.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括第一结晶相,所述第一结晶相包括钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)、葡萄石(Ca2Al[AlSiO7]和Ca2Al(AlSi3O10)(OH)2)、钙长石(CaAl2Si2O8)、钡长石(BaAl2Si2O8)或它们的任何组合。
实施方案11.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于所述锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少2重量%、或至少3重量%、至少4重量%、至少5重量%、或至少6重量%的包含碱土金属的第一结晶相。
实施方案12.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于20重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%、不大于2重量%或不大于1重量%的包含碱土金属的第一结晶相。
实施方案13.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括第二结晶相,所述第二结晶相包含钽、铁、钛或它们的任何组合,其中所述第二结晶相是富含钽-铁-二氧化钛的结晶相。
实施方案14.根据实施方案13所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于所述锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少3.5重量%、至少4重量%、至少4.5重量%或至少5重量%的所述第二结晶相。
实施方案15.根据实施方案13或14所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于20重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的所述第二结晶相。
实施方案16.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包括非晶相,所述非晶相包含Si、Al、Ta、碱土金属元素或它们的任何组合。
实施方案17.根据实施方案16所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.5重量%,对于所述锆石主体的总重量至少0.8重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少4重量%或至少5重量%的所述非晶相。
实施方案18.根据实施方案16或17所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于20重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的所述非晶相。
实施方案19.根据实施方案16所述的耐火物体,其中所述非晶相包含:对于所述非晶相的总重量40重量%至60重量%的Si或48重量%至58重量%的Si;对于所述非晶相的总重量10重量%至30重量%的Al或15重量%至25重量%的Al;对于所述非晶相的总重量0.5重量%至15重量%的碱土金属元素或2重量%至9重量%的碱土金属元素;对于所述非晶相的总重量0.3重量%至12重量%的Ta或1重量%至7重量%的Ta。
实施方案20.根据实施方案16所述的耐火物体,其中所述第一结晶相、所述第二结晶相或两者在所述非晶相内。
实施方案21.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含含有莫来石的第三结晶相,其中所述第三结晶相基本上由莫来石组成。
实施方案22.根据实施方案21所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于所述锆石主体的总重量至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%、至少1重量%、至少1.5重量%、至少2重量%、至少2.5重量%、至少3重量%、至少3.5重量%、至少4重量%、至少4.5重量%或至少5重量%的所述第三结晶相。
实施方案23.根据实施方案21或22所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于20重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于18重量%、不大于16重量%、不大于14重量%、不大于12重量%、不大于10重量%、不大于8重量%、不大于6重量%、不大于5重量%或不大于4重量%的所述第三结晶相。
实施方案24.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含含有锆石的第四结晶相,其中所述第四结晶相基本上由锆石组成。
实施方案25.根据实施方案24所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少50重量%,对于所述锆石主体的总重量至少60重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%或至少93重量%的所述第四结晶相。
实施方案26.根据实施方案24或25所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于99.5重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于99重量%、不大于98重量%、不大于97重量%、不大于96重量%、不大于95重量%或不大于94重量%的所述第四结晶相。
实施方案27.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含含有氧化锆的第五结晶相,其中所述第五结晶相基本上由氧化锆组成。
实施方案28.根据实施方案27所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.01重量%,对于所述锆石主体的总重量至少0.03重量%、至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.4重量%、至少0.5重量%、至少0.6重量%、至少0.7重量%、至少0.8重量%、至少0.9重量%或至少1重量%的所述第五结晶相。
实施方案29.根据实施方案27或28所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于15重量%,对于所述锆石主体的总重量不大于12重量%、不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%或不大于2重量%的所述第五结晶相。
实施方案30.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含碱土氧化物,其中所述碱土氧化物的总含量对于所述锆石主体的总重量为至少0.02重量%且不大于8重量%。
实施方案31.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量至少0.1重量%的含氧化铝(Al2O3)组分,对于所述锆石主体的总重量至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.8重量%或至少1重量%的含氧化铝组分。
实施方案32.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含对于所述锆石主体的总重量不大于约12重量%的含氧化铝(Al2O3)组分、不大于10重量%的含Al2O3组分,对于所述锆石主体的总重量不大于9重量%、不大于8重量%、不大于7重量%或不大于6重量%的含氧化铝组分。
实施方案33.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.5重量%、至少1重量%、至少1.2重量%、至少1.5重量%、至少1.8重量%、至少2重量%、至少2.2重量%、至少2.5重量%、至少2.7重量%或至少3重量%的莫来石。
实施方案34.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含不大于10重量%、不大于9重量%、不大于8重量%、不大于7重量%、不大于6重量%、不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3.8重量%、不大于3.5重量%、不大于3.2重量%、或不大于3重量%的莫来石。
实施方案35.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%或至少93重量%的锆石。
实施方案36.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含不大于99.5重量%、不大于99重量%、不大于98重量%、不大于97重量%、或不大于95重量%的锆石。
实施方案37.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%或至少0.5重量%的Ta2O5。
实施方案38.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%、不大于2重量%或不大于1重量%的Ta2O5。
实施方案39.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%或至少0.3重量%的MgO。
实施方案40.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含不大于2重量%、不大于1.8重量%、不大于1.5重量%、不大于1.2重量%、不大于1重量%、不大于0.5重量%或不大于0.3重量%的MgO。
实施方案41.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.02重量%、至少0.05重量%、至少0.08重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%或至少0.3重量%的CaO。
实施方案42.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含不大于2重量%、不大于1.8重量%、不大于1.5重量%、不大于1.2重量%、不大于1重量%或不大于0.7重量%的CaO。
实施方案43.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%或至少0.5重量%的SrO。
实施方案44.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%、不大于2重量%、不大于1重量%或不大于0.5重量%的SrO。
实施方案45.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.05重量%、至少0.1重量%、至少0.2重量%、至少0.3重量%、至少0.5重量%、至少0.8重量%、至少1重量%或至少1.2重量%的BaO。
实施方案46.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含不大于5重量%、不大于4重量%、不大于3重量%、不大于2重量%或不大于1.2重量%的BaO。
实施方案47.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有在1350℃的温度和2MPa的应力下不大于1.8E-5h-1、在1350℃的温度和2MPa的应力下不大于1.5E-5h-1、不大于1.2E-5h-1、不大于1E-5h-1、不大于9E-6h-1.或不大于8E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案48.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有在1325℃的温度和2MPa的应力下小于约8.8E-6h-1、在1350℃的温度和2MPa的应力下不大于8.5E-6h-1、不大于8E-6h-1、不大于7.5E-6h-1、不大于7E-6h-1.或不大于6.5E-6h-1、不大于6E-6h-1、不大于5.5E-6h-1、不大于5E-6h-1或不大于4.5E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案49.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有在1300℃的温度和2MPa的应力下小于4.5E-6h-1、在1300℃的温度和2MPa的应力下不大于4E-6h-1、不大于3.5E-6h-1或不大于3E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案50.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有在1275℃的温度和2MPa的应力下小于2.7E-6h-1、在1275℃的温度和2MPa的应力下不大于2.6E-6h-1、不大于2.5E-6h-1、不大于2.4E-6h-1、不大于2.53E-6h-1或不大于2.2E-6h-1的蠕变变形率。
实施方案51.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有不大于约4.5g/cm3的密度,其中所述密度在3.5g/cm3至4.5g/cm3的范围内,或在3.8g/cm3至4.2g/cm3的范围内。
实施方案52.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有对于所述锆石主体的总体积不大于约15体积%的表观孔隙率,其中所述表观孔隙率在1体积%至15体积%的范围内或在3体积%至12体积%的范围内。
实施方案53.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CZN/CM的比率,其中CZN是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量,并且CM是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的莫来石的含量,其中所述比率为至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少21、至少22、至少23、至少24、至少25、至少26、至少27、至少28、至少29、至少30、至少31、至少32或至少33。
实施方案54.根据实施方案1至5中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CZN/CM的比率,其中CZN是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的锆石的含量,并且CM是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的莫来石的含量,其中所述比率不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32或不大于30。
实施方案55.根据实施方案23所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC3/CC1的比率,其中CC3是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第三结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率为至少0.01、至少0.05、至少0.1、至少0.5、至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、至少5、至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、至少9、至少9.5或至少10。
实施方案56.根据实施方案23或55所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC3/CC1的比率,其中CC3是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第三结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32、不大于30、不大于28、不大于25、不大于22、不大于20、不大于18、不大于15、不大于12或不大于10。
实施方案57.根据实施方案16所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CA/CC1的比率,其中CA是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述非晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率为至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、至少5、至少5.5、至少6、至少6.5、至少7、至少7.5、至少8、至少8.5、至少9、至少9.5、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少22、至少24、至少26、至少28、至少30、至少32、至少35、至少38、至少40、至少50、至少60或至少70。
实施方案58.根据实施方案16或57所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CA/CC1的比率,其中CA是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述非晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率不大于500、不大于400、不大于300、不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于48、不大于45、不大于42、不大于40、不大于38、不大于35、不大于32或不大于30。
实施方案59.根据实施方案24所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC4/CC1的比率,其中CC4是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第四结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率为至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90。
实施方案60.根据实施方案24或59所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC4/CC1的比率,其中CC5是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第四结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率不大于9300、不大于7000、不大于5000、不大于3000、不大于1000、不大于800、不大于600、不大于500、不大于400、不大于300、不大于200、不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20或不大于10。
实施方案61.根据实施方案27所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC5/CC1的比率,其中CC5是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第五结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率为至少0.01、至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4或至少5。
实施方案62.根据实施方案27或60所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC5/CC1的比率,其中CC5是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第五结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于10、不大于9、不大于8、不大于7、不大于6、不大于5、不大于4或不大于3。
实施方案63.根据实施方案13所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC2/CC1的比率,其中CC2是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第二结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率为至少0.01、至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4或至少5。
实施方案64.根据实施方案13或63所述的耐火物体,其中所述锆石主体具有一定的CC2/CC1的比率,其中CC2是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第二结晶相的含量,并且CC1是以对于所述锆石主体的总重量而言的重量%计的所述第一结晶相的含量,其中所述比率不大于100、不大于90、不大于80、不大于70、不大于60、不大于50、不大于40、不大于30、不大于20、不大于10、不大于9、不大于8、不大于7、不大于6或不大于5。
实施方案65.一种形成耐火物体的方法,所述方法包括:加热生坯以形成包括锆石主体的所述耐火物体,其中加热包括小于2℃/h的冷却速率。
实施方案66.一种形成耐火物体的方法,所述方法包括:形成生坯;将所述生坯在第一温度下加热第一时间段;以及将所述生坯在低于所述第一温度的第二温度下加热第二时间段,以形成包括锆石主体的所述耐火物体。
实施方案67.根据实施方案65或66所述的方法,还包括以小于2℃/h、不大于0.8℃/h、不大于0.7℃/h、不大于0.6℃/h、不大于0.5℃/h、不大于0.4℃/h、不大于0.3℃/h、不大于0.2℃/h或不大于0.1℃/h的冷却速率将所述生坯从第一温度冷却至第二温度;以及在第二温度下加热所述生坯。
实施方案68.根据实施方案67所述的方法,其中所述冷却速率为至少0.01℃/h、至少0.02℃/h、至少0.03℃/h、至少0.04℃/h、至少0.05℃/h、至少0.06℃/h、至少0.07℃/h、至少0.08℃/h、至少0.09℃/h或至少0.1℃/h。
实施方案69.根据实施方案66或67所述的方法,其中所述第一温度包括至少1500℃、至少1550℃、或至少1600℃的最大加热温度。
实施方案70.根据实施方案66或67所述的方法,其中所述第一温度包括不大于1700℃、不大于1650℃或不大于1625℃的最大加热温度。
实施方案71.根据实施方案65或66所述的方法,还包括在第一温度下加热至少2小时、至少4小时、至少6小时、至少8小时或至少10小时的第一时间段。
实施方案72.根据实施方案65或66所述的方法,还包括在第一温度下加热不大于5天、不大于4天、不大于3天、不大于2天、不大于24小时、不大于20小时、不大于18小时、不大于16小时、不大于14小时或不大于12小时的第一时间段。
实施方案73.根据实施方案65或66所述的方法,还包括在第二温度下加热至少10小时、至少14小时、至少18小时、至少20小时、至少24小时、至少30小时、至少36小时或至少2天的第二时间段。
实施方案74.根据实施方案65或66所述的方法,还包括在第二温度下加热不大于6天、不大于5天、不大于4天、不大于3天、不大于60小时、不大于50小时、不大于48小时、不大于44小时、不大于40小时、不大于36小时或不大于30小时的第二时间段。
实施方案75.根据实施方案66或67所述的方法,其中所述第二温度包括烧结温度,其中所述烧结温度为至少1250℃、至少1300℃、至少1350℃、至少1400℃或至少1425℃。
实施方案76.根据实施方案66或67所述的方法,其中所述第二温度包括烧结温度,其中所述烧结温度不大于1525℃、不大于1500℃、不大于1475℃或不大于1450℃。
实施方案77.根据实施方案66或67所述的方法,还包括以不大于5℃/h、不大于4℃/h、不大于3℃/h、不大于2℃/h、不大于1℃/h、不大于0.9℃/h或不大于0.8℃/h的冷却速率从所述第二温度冷却至环境温度。
实施方案78.根据实施方案66或67所述的方法,还包括以至少0.03℃/h、至少0.04℃/h、至少0.05℃/h、至少0.06℃/h、至少0.07℃/h、至少0.08℃/h、至少0.09℃/h、至少0.1℃/h、至少0.2℃/h、至少0.3℃/h、至少0.4℃/h、至少0.5℃/h、至少0.6℃/h、至少0.7℃/h、至少0.8℃/h、至少0.9℃/h或至少1℃/h的冷却速率从所述第二温度冷却至环境温度。
实施例
实施例1
制备块形式的样品S1。将包含0.3重量%CaO、2重量%Al2O3、3重量%莫来石、1重量%Ta2O5以及余量的ZrSiO4(93.7重量%)的原材料在添加粘结剂和分散剂的情况下混合成浆料。将充分混合的均匀浆料喷雾干燥。将喷雾干燥的颗粒成型并在100MPa与180MPa之间的压力下等静压压制。如下烧结该块。
将该块在1605℃至1620℃范围内的最高温度下加热10小时,以0.01℃/min-0.5℃/min的冷却速率冷却至1350℃-1500℃,并使其在1350℃-1500℃下静置24小时。以0.01℃/min-1℃/min的冷却速率将该块冷却至室温。
使用扫描电子显微镜分析块的主体的微结构,并且图像包括在图4和图5中。在非晶相405中,存在富含Ta-Ti-Fe的结晶相(重钽铁矿型)403和富含Ca-Al-Si的晶体407,其通过EBSD被鉴定为钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7)或葡萄石(Ca2Al2Si3O12H2)。
将元素映射用于分析微结构。表1包括玻璃相405和莫来石相411中某些元素的元素浓度。浓度是相对于相应相的总重量而言的。
表1
实施例2
样品C2和C3以块的形式形成。用于形成样品C2的原材料包含98重量%的锆砂、氧化钽(烧结助剂,1重量%)、1重量%的二氧化硅。根据ICP分析,锆砂包含杂质,该杂质包含至多0.5重量%的氧化铝、0.08重量%的CaO和小于0.06重量%的MgO。用于形成样品C3的原材料包含锆砂(94重量%,余量为添加剂)、氧化钽(烧结助剂,1重量%)、莫来石(3重量%)和游离氧化铝(2重量%)。锆砂包含0.02重量%-0.06重量%的CaO作为杂质。
原材料的混合物如本文实施方案中所述进行混合、成型和烧结。根据本文所述的实施方案测试样品S1、C2和C3的蠕变变形率。图6包括样品的蠕变变形率对温度的图。如下表2所示和图6所示,样品S1在测试温度下显示出优于样品C1和C2的显著改善的蠕变变形率。
表2
/>
实施例3
以与关于样品S1所述相同的方式使用类似的原材料以块的形式形成样品S3和S4,不同之处在于对于样品S3添加0.15重量%的CaO并且对于样品S4添加0.6重量%的CaO。S3和S4的CaO含量是相对于相应原材料的总重量而言的。
图7包括S1、S3和S4的块的微结构的图像。如图所示,与样品S4相比,样品S1和S3中存在更多的结晶相。如本文实施方案中所述测试样品的蠕变变形率。样品的蠕变变形率和测试温度的图包括在图8中。S1和S3在测试温度下显示出类似的蠕变变形率以及优于样品S4的改善的蠕变变形率。
实施例4
以与关于样品S1所述相同的方式使用类似的原材料以块的形式形成样品S6,不同之处在于添加对于原材料总重量1mol%的BaO代替CaO。如本文实施方案中所述测试样品CS3、S1和S6的蠕变变形率。样品的蠕变变形率和测试温度的图包括在图9中。S1和S6在测试温度下显示出优于样品CS3的改善的蠕变变形率。
如本文实施方案中所述测试样品CS2、CS3、S1和S6的起泡效应。如图10所示,在样品S1和S6的玻璃与锆石材料之间的界面处,与样品CS2和CS3相比,可观察到显著减少的气泡数量。
实施例5
以与关于样品S1所述相同的方式使用类似的原材料以块的形式形成附加的样品,不同之处在于以不同的含量添加不同的掺杂剂。形成分别包含对于原材料的总重量0.125mol%、0.25mol%、0.5mol%和1.0mol%的BaO的样品S7、S8、S9和S10。形成分别包含对于原材料的总重量0.125mol%、0.5mol%和1.0mol%的SrO的样品S11、S12和S13。形成分别包含对于原材料的总重量0.125mol%、0.5mol%、1.0mol%和2.0mol%的CaO的样品S14、S15、S16和S17。
如本文实施方案中所述测试样品S7至S17和比较样品CS3的蠕变变形率。样品S7至S17的蠕变变形率对掺杂剂浓度的相对值示于图11中。通过使用式RCRS=CRS/CRC相对于比较样品的蠕变变形率对代表性样品的蠕变变形率进行归一化来确定归一化蠕变变形率,其中RCRS表示代表性样品(例如,S7至S17中的任一者)的归一化蠕变变形率,CRS表示代表性样品的蠕变变形率,并且CRC表示比较样品(例如,CS3)的蠕变变形率。CS3蠕变变形率的相对值为1,并在图11中用水平虚线表示。
如图所示,样品S9、S10、S12、S13、和S15至S17与CS3相比显示出改善的抗蠕变性。与掺杂相同浓度的CaO或SrO的样品相比,掺杂BaO的样品似乎具有进一步改善的抗蠕变性。例如,平均而言,与样品S12和S15相比,样品S9的归一化蠕变变形率较低;并且样品S10的归一化蠕变变形率低于S13和S16。
实施例6
以与关于样品S1所述相同的方式使用类似的原材料以块的形式形成样品S20至S22,不同之处在于以指定浓度添加表3中所示的掺杂剂代替CaO。如本文实施方案中所述测试样品的蠕变变形率,并且结果包括在表3中。
表3
与包含0.21重量%的BaO的S8相比,包含0.42重量%的BaO的样品S9在测试条件下表现出改善的蠕变变形率。值得注意的是,S9的抗蠕变性优于S20至S22,后者分别掺杂了总浓度为0.42重量%的BaO和CaO、BaO和CaO以及BaO和SrO。
实施例7
以与关于样品S1所述相同的方式使用类似的原材料以块的形式形成样品S23至S38,不同之处在于以指定浓度添加表4中所示的掺杂剂代替CaO。以类似方式形成样品CS4,不同之处在于不使用碱土氧化物掺杂剂。通过使用微探针分析来分析样品的非晶相,并且通过使用波长色散X射线光谱法确定的非晶相中组分的含量(以重量%计)包括在下表4至表5中。
根据本文的实施方案测试样品的抗蠕变性,并且测试结果包括在表4至表6中。样品S24至S35在一些或所有测试温度下显示出改善的蠕变率。样品S23和S39没有显示出蠕变率的改善。
表4
表5
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表6
表7和表8包括通过对从每个样品的粉碎锆石主体获得的至少0.25g粉末样品进行ICP(也称为本体ICP)而分析的样品的组成。
表7
CS4 | S23 | S39 | S24 | S25 | S26 | S27 | S28 | S29 | S30 | |
Al2O3 | 4.28 | 4.18 | 4.30 | 4.14 | 4.43 | 4.29 | 4.68 | 4.29 | 4.30 | 4.45 |
CaO | 0.04 | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.18 | 0.29 | 0.50 | 0.06 | 0.05 | 0.05 |
SrO | 0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.04 | 0.28 | 0.47 |
BaO | 0 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 |
Ta2O5 | 0.89 | 0.82 | 0.83 | 0.85 | 0.84 | 0.87 | 0.91 | 0.89 | 1.00 | 0.89 |
TiO2 | 0.1 | 0.09 | 0.09 | 0.09 | 0.10 | 0.09 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
Fe2O3 | 0.03 | 0.02 | <0.01 | 0.03 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.04 | 0.03 |
P2O5 | 0.26 | 0.21 | 0.21 | 0.25 | 0.22 | 0.26 | 0.26 | 0.27 | 0.28 | 0.26 |
MgO | 0.03 | 0.21 | 0.38 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.01 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
SiO2 | 30.8 | 30.00 | 30.30 | 29.70 | 30.65 | 30.90 | 32.10 | 31.30 | 31.90 | 30.50 |
ZrO2 | 62.16 | 63.06 | 62.45 | 63.42 | 62.11 | 61.63 | 59.88 | 61.57 | 60.60 | 61.66 |
表8
S31 | S32 | S33 | S34 | S35 | S36 | S37 | S38 | |
Al2O3 | 4.37 | 4.20 | 4.50 | 4.28 | 4.25 | 4.30 | 4.30 | 4.20 |
CaO | 0.05 | 0.05 | 0.06 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | 0.10 | 0.05 |
SrO | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.10 |
BaO | 0.09 | 0.21 | 0.42 | 0.78 | 1.53 | 0.21 | 0.21 | 0.21 |
Ta2O5 | 0.90 | 0.97 | 0.98 | 0.89 | 0.89 | 0.98 | 0.97 | 0.96 |
TiO2 | 0.10 | 0.10 | 0.11 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
Fe2O3 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.04 |
P2O5 | 0.27 | 0.28 | 0.28 | 0.24 | 0.24 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
MgO | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.03 | 0.04 | 0.08 | 0.03 | 0.03 |
SiO2 | 31.20 | 31.00 | 33.95 | 32.40 | 32.10 | 31.30 | 30.80 | 30.80 |
ZrO2 | 61.49 | 61.70 | 57.92 | 59.66 | 59.30 | 61.30 | 61.80 | 61.80 |
本申请代表了与现有技术的偏离。值得注意的是,与根据常规方法形成的锆石组分相比,本文的实施方案显示出改善的和出乎意料的性能。虽然不希望受特定理论的束缚,但据表明,在锆石原材料混合物中和在形成的锆石主体材料中某些含量的材料的组合,包括例如含氧化铝组合物的含量、碱土氧化物的含量、某些结晶相的存在、某些结晶相的含量、SiO2的含量、烧结助剂的含量以及这些组分彼此的比率,促进具有独特特征组合的耐火物体或组分的形成,这些特征包括但不限于高温下的低蠕变变形率、低起泡值、包含碱土铝硅酸盐的结晶相以及最终形成的锆石主体中碱土铝硅酸盐的含量。特别值得注意的是,氧化铝或含氧化铝组分与碱土氧化物的出乎意料的协同效应促进锆石主体的改善的低蠕变变形率和低起泡值。
需注意,并非需要以上在一般描述或示例中描述的所有活动,可能不需要特定活动的一部分,并且除了所描述的那些之外还可以执行一个或多个另外的活动。更进一步,列出活动的顺序不一定是执行活动的顺序。本文实施方案的特性或特征的任何值可表示从统计学相关样品大小导出的平均值或中值。除非另有说明,应当理解,组合物基于100%的总量,并且组分的总含量不超过100%。
在前述说明书中,已经参考具体实施方案描述了概念。然而,本领域普通技术人员应当理解,在不脱离如下面的权利要求中阐述的本发明的范围的情况下,可做出各种修改和改变。因此,说明书和附图应当被认为是例示性的而不是限制性的,并且所有此类修改旨在被包括在本发明的范围内。
如本文所用,术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其他变型形式旨在涵盖非排他性的包括。例如,包括一系列特征的过程、方法、制品或装置不必仅限于那些特征,而是可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品或装置固有的其他特征。此外,除非明确相反地陈述,否则“或”是指包含性,而不是排他性。例如,条件A或B由以下任一项满足:A为真(或存在)且B为假(或不存在),A为假(或不存在)且B为真(或存在),以及A和B两者均为真(或存在)。
另外,使用“一个”或“一种”来描述本文所述的元件和部件。这样做仅仅是为了方便和给出本发明范围的一般意义。该描述应被理解为包括一个、至少一个或单数,也包括复数,或反之亦然,除非清楚地表明其另有含义。
上文已经关于具体实施方案描述了益处、其他优点以及问题的解决方案。然而,益处、优点、问题的解决方案,以及可导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更显著的任何特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或必要的特征。
在阅读本说明书之后,本领域技术人员将理解,为了清楚起见,本文在单独实施方案的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方案中组合提供。相反地,为了简洁起见在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何子组合提供。此外,对范围中所述值的引用包括该范围内的每个值。
Claims (15)
1.一种耐火物体,所述耐火物体包括:
锆石主体,所述锆石主体具有如下蠕变变形率:
在1350℃的温度和2MPa的应力下不大于约1.8E-5h-1;
在1275℃的温度和2MPa的应力下小于约2.7E-6h-1;
在1325℃的温度和2MPa的应力下小于约8.8E-6h-1;
在1300℃的温度和2MPa的应力下小于约4.5E-6h-1;或
它们的任何组合。
2.根据权利要求1所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含含有碱土金属元素的掺杂剂,所述碱土金属元素包括Ca、Sr和Ba中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.5重量%且不大于20重量%的非晶相。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火物体,其中对于所述非晶相的总重量,所述非晶相包含大于3重量%的碱土氧化物总含量。
5.根据权利要求4所述的耐火物体,其中对于所述非晶相的总重量,所述非晶相包含:
40重量%至80重量%的二氧化硅;
10重量%至30重量%的氧化铝;以及
0.3重量%至12重量%的Ta2O5。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含结晶相,所述结晶相包含锆石,其中所述结晶相对于所述锆石主体的总重量为至少80重量%。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含结晶相,所述结晶相包含莫来石、硅线石、红柱石或它们的任何组合,其中所述结晶相对于所述锆石主体的总重量为至少0.01重量%且不大于20重量%。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含以下碱土氧化物:至少0.1重量%的CaO、至少0.1重量%的SrO、至少0.4重量%的BaO或它们的任何组合。
9.根据权利要求8所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少0.5重量%且不大于约12重量%的氧化铝(Al2O3)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的耐火物体,其中所述锆石主体包含结晶相,所述结晶相包含钽、铁、钛或它们的任何组合。
11.一种耐火物体,所述耐火物体包括锆石主体,所述锆石主体包含:
对于所述锆石主体的总重量至少75重量%的锆石;以及
对于所述锆石主体的总重量至少0.5重量%且不大于20重量%的非晶相,其中对于所述非晶相的总重量,所述非晶相包含大于3重量%的碱土氧化物总含量。
12.根据权利要求11所述的耐火物体,其中对于所述锆石主体的总重量,所述锆石主体包含至少2重量%且不大于15重量%的非晶相。
13.根据权利要求11所述的耐火物体,其中对于所述非晶相的总重量,所述非晶相包含:
50重量%至70重量%的二氧化硅;
14重量%至28重量%的氧化铝;以及
4重量%至12重量%的Ta2O5。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的耐火物体,其中所述非晶相包含CaO、BaO、SrO或它们的任何组合。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的耐火物体,其中对于所述非晶相的总重量,所述非晶相包含:
至少4重量%的CaO;
至少2重量%的SrO;
至少2重量%的BaO;或
它们的任何组合。
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