电炉炉顶用耐火材料的种类及性能

电炉炉顶用耐火材料主要有硅砖、黏土砖、镁砖、高铝砖和镁铬砖等。高铝砖和镁铬砖因性能优异而得以广泛应用。
(1)高铝质耐火材料。

通常依据耐酸性或抗碱性熔渣的侵蚀性、抗剥落性及耐磨性来选择高铝质耐火材料。表1列出了几种高铝质耐火材料的性能。
(2)MgO-Cr2O3砖。

在强化操作的电炉上，特别是用粒状原料(如海绵铁等)代替部分废钢时，由于产生过多的氧化铁而导致高铝质电炉炉顶砖的寿命大幅度降低。此时应选用MgO-Cr2O3砖，其性能指标见表1。

MgO-Cr2O3砖在电炉炉顶上使用时会产生以下问题：耐火砖中的铬矿在加热至1400℃以上时，会发生Fe2O3→2FeO+O反应而失去氧，其中的铁原子由于从铬晶粒向基质中扩散快于其相反的扩散，因此会出现克肯达尔(Kirkendall)反应，使铬矿晶粒产生多孔现象。研究表明，采用预合成的MgO-Cr2O3砖，因其不受氧化铁的影响，可基本上解决此问题。

在1100~1500℃的温度范围内反复加热，即会发生Fe3+→Fe2+的变化，并伴随吸收和排出氧。此过程中，在循环的局部区域伴有膨胀，而在相对的部位却没有复原，致使铬矿晶粒逐渐变得多孔和易碎，直至发生崩碎，从而导致炉顶发生扭曲变形。可通过设计较复杂的炉顶(如莱因特杰斯(Reintjes)设计的“压紧装置”炉顶法)来克服此缺点。

#宋瓷[超话]#钧釉还形成于分相小液滴对蓝色光的散射。氧化亚铁(FeO)产生的青蓝色光、三氧化二铁(Fe2O3)产生的黄绿色光和氧化铜(CuO)所产生的红色为基色以及釉层晶析出、分相等因素造成钧釉结构形态的不均匀，最终导致多种色彩及纹理形态千变万化，这是钧釉产生窑变的根本原因。钧瓷窑变后能产生强烈的艺术效果和美学价值。

【科学家首次发现地球内部超离子态矿物相】
北京高压科学研究中心研究员胡清扬、Duckyoung Kim和刘锦带领的团队，利用理论计算和实验相结合的方法首次发现：地球深部的含水矿物——羟基氧化铁（FeO2H）会在约75万大气压、1500摄氏度以上时进入超离子态，而这个温度和压力范围覆盖了下地幔深部的大部分区域。相关工作近期发表于《自然—地球科学》杂志。论文传送门：https://t.cn/A6tQ72dy

约30年前有理论预测，水（H2O）在极端高温高压条件下会进入一种介于固态冰与液态水之间的新形态——超离子态。这种形态下，水分子中的氢原子会脱离晶格的束缚而在固体氧原子晶格中像液体一样自由扩散，从而使固态冰由绝缘体向导体转变。这种理论预测的“超离子态冰”直到2018年才被科学家采用光导率测量的实验方法证实。

不同于超离子冰中的固体氧晶格，地球下地幔矿物主要由镁、铁、硅和氧等原子组成晶格。在地球内部高温高压环境下，氢原子能否像在氧晶格中一样在复杂的含水矿物晶格中自由流动而形成超离子态？这一问题的答案对于理解地球内部的物质循环、热量传导、磁场状态、电场状态和氢元素的循环等具有深刻的影响。

上述研究团队首先通过理论计算发现在超离子态下，自由移动的氢离子会导致FeO2H的电导率在相变点突然增加。随后通过高温高压下的电导率测量，他们发现在100万-121万大气压下，当FeO2Hx被加热到1500-1700摄氏度时，其电导率增大了两倍。高温促使氢离子像自由电子一样在FeO2晶格中自由移动，从而使电导率急剧增加。电导率的突变是超离子态最直接最强有力的证据，因此研究人员认为FeO2Hx 在此温度压力条件下进入了超离子态。

FeO2H是地幔深部首个被发现的超离子态含水矿物。传统上认为受制于固体相的高黏性，地幔对流是很慢的，时常需要以万年甚至百万年为单位的地幔内部的活动。超离子态氢类似于液体，在高温下能进行高速扩散运动。它不但能快速传递热能，同时由于氢具有质量，因而也是物质传输的载体。这一发现将使得地幔对流速率比以往提升数个数量级，并对于地球内部的物质和能量循环产生巨大的改变。https://t.cn/A6tQ72d2