CaO-SiO2-Al2O3系スラグシステムの粘度-温度特性に関する溶融構造からの洞察

粘度はCaO-SiO2-Al2O3系スラグシステムにとって重要な特性であり、温度変化に伴って基本および酸スラグシステムにおける異なるシナリオを示します。本記事では、溶融構造からの粘度-温度特性の違いのメカニズムを明らかにします。結果は、基本スラグは低い重合度(DOP)と粘度の低い溶融物を示し、これは過剰なO2−イオンが複雑なネットワーク構造を解重合するため、低重合のQ0(Si)ユニットが多く、高重合のQ3(Si)ユニットが少ない結果となります。温度が低下しても、DOPと粘度は大きく変化しません。しかし、低いDOPと粘度は溶融物中の結晶沈殿を助け、スラグの固体-液体混合状態を引き起こし、温度が1275°Cに低下すると粘度が急激に増加します。酸スラグの場合、多数のAlO45−テトラヘドラが導入されることでアルミノシリケート構造に変化し、高重合のQ3(Si)ユニットの相対モル分率が著しく増加します。その結果、DOPと粘度は基本スラグよりも明らかに高くなります。さらに、酸スラグのDOPと粘度は温度が低下するにつれて継続的に増加し、結晶沈殿を妨げ、溶融スラグのガラス転移傾向を強化します。