Silica fume chứa zirconia Zr-108 | Khói silic chứa zirconia ZSF108

Zr-108 là loại Silica fume chứa zirconia cao, được phát triển dành cho vật liệu chịu lửa cao cấp, còn được gọi là Khói silic ZSF108. Chỉ tiêu cốt lõi của sản phẩm là tổng hàm lượng SiO₂ và ZrO₂ lớn hơn 98%, phù hợp với các hệ thống vật liệu chịu lửa có yêu cầu cao về độ tinh khiết của nguyên liệu, khả năng lấp đầy vi mô, độ ổn định của hạt và thiết kế ma trận ở nhiệt độ cao.

Chỉ số này thể hiện tổng hàm lượng của hai thành phần hoạt tính chính là silicon dioxide (SiO₂) và zirconium oxide (ZrO₂) trong sản phẩm vượt quá 98%, chứ không phải hàm lượng riêng lẻ của SiO₂ vượt quá 98%. Tổng hàm lượng silicon và zirconium cao hơn có nghĩa là tỷ lệ các thành phần không mong muốn khác trong sản phẩm thấp hơn, do đó sản phẩm này phù hợp hơn cho các vật liệu chịu lửa có tính chất corundum tinh khiết cao, chứa zirconium và hỗn hợp nhôm oxit–zirconium–silicon.

Sự khác biệt chính nằm ở tổng hàm lượng thành phần hoạt tính silic-zirconium, mức độ kiểm soát tạp chất và định hướng ứng dụng. Các sản phẩm thông thường ở cấp độ 92%–96% chủ yếu được sử dụng cho vật liệu đúc chịu lửa thông thường, cân bằng giữa hiệu suất và chi phí; trong khi đó, tổng hàm lượng SiO₂ và ZrO₂ của Zr-108 lớn hơn 98%, chủ yếu hướng đến các hệ thống vật liệu chịu lửa đòi hỏi độ tinh khiết cao, hiệu suất cao và yêu cầu cao hơn về tính ổn định giữa các lô sản phẩm. Zr-108 không chỉ đơn thuần là nâng cấp một cấp độ hàm lượng, mà là sự nâng cấp về độ tinh khiết dành riêng cho các công thức cao cấp.

Zr-108 chủ yếu được ứng dụng trong: vật liệu đúc có hàm lượng xi măng thấp với thành phần corundum tinh khiết cao, vật liệu đúc có hàm lượng xi măng siêu thấp, vật liệu đúc không sử dụng chất kết dính xi măng, vật liệu đúc tự chảy, vật liệu đúc rãnh xả thép Al₂O₃–SiC–C, vật liệu composite nhôm oxit–zirconia–silic dioxit, cũng như các sản phẩm chịu lửa đúc sẵn chịu nhiệt độ cao. Khả năng ứng dụng cụ thể cần được kiểm chứng dựa trên hệ thống cốt liệu, chất kết dính, nhiệt độ sử dụng và các tính năng mục tiêu.

Không nên thay thế trực tiếp với tỷ lệ bằng nhau mà chưa qua thử nghiệm. Zr-108 có thể có sự khác biệt so với muội silic thông thường về thành phần hóa học, hàm lượng zirconium, phân bố kích thước hạt, giá trị pH, tính chất bề mặt và hành vi phân tán. Việc thay thế có thể ảnh hưởng đến độ chảy của hỗn hợp đổ, lượng nước thêm vào, thời gian đông kết và thành phần pha sau khi nung. Nên xác định tỷ lệ thay thế thông qua thử nghiệm quy mô nhỏ và đồng thời điều chỉnh chất phân tán cùng lượng nước thêm vào. Kích thước hạt, giá trị pH và loại chất phân tán của Silica fume chứa zirconia đều có ảnh hưởng rõ rệt đến tính lưu biến của hỗn hợp.

Zr-108 không có liều lượng bổ sung cố định áp dụng cho tất cả các loại vật liệu chịu lửa. Tỷ lệ bổ sung cần được xác định dựa trên thành phần cốt liệu chịu lửa, Muội silic, hàm lượng xi măng, tỷ lệ silicon cacbua và nguồn cacbon, phương pháp kết dính cũng như các tính năng thi công mục tiêu. Trong hỗn hợp đổ khuôn ít xi măng, lượng Muội silic thường được xác định thông qua thử nghiệm công thức; trong các nghiên cứu kỹ thuật có thể thấy các công thức như 3% và 5%, nhưng những dữ liệu này không thể được sử dụng trực tiếp làm tiêu chuẩn thống nhất cho tất cả các hệ thống. Nên thiết lập nhiều mức độ bổ sung khác nhau và tập trung kiểm tra các chỉ tiêu sau: độ chảy, lượng nước bổ sung, thời gian đông kết, mật độ thể tích, tỷ lệ lỗ rỗng biểu kiến, cường độ ở nhiệt độ thường, độ biến dạng tuyến tính sau khi nung, cường độ uốn ở nhiệt độ cao, khả năng chống sốc nhiệt và khả năng chống ăn mòn.