MgO-CaO-SiO2三元系

在镁质天然原料–菱镁矿中往往还含有CaO和SiO2等杂质，故在镁质材料中同方镁石共存的还有一些硅酸盐相。在镁质耐火材料的制造过程中，耐火材料中的各氧化物间发生反应，生成何种化合物，决定于CaO/SiO2比。同方镁石共存的各种硅酸盐相，可由MgO-CaO-SiO2三元系相图看出，如图1所示。

　　

 

 

在MgO-CaO-SiO2三元体系中，按共存的平衡关系，同方镁石共存的硅酸盐相依体系中的CaO/SiO2比值不同而异。如图1中Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和表1所示。

 

　　

由表1可知，当系统中CaO/SiO2由0增加到2时，同方镁石平衡共存的硅酸盐分别为镁橄榄石(2MgO·SiO2，简写为M2S)、钙镁橄榄石(CaO·MgO·SiO2，简写为CMS)、镁蔷薇辉石(3CaO·MgO·2SiO2，简写为C3MS2)和硅酸二钙(2CaO·SiO2，简写为C2S)。其中镁橄榄石的熔点最高，为1890℃;其与MgO形成的二元系的共熔温度为1860℃。钙镁橄榄石在1498℃即分解熔融，镁蔷薇辉石在1575℃分解，硅酸二钙熔点最高，为2130℃，C2S-MgO共熔温度为1800℃。因而，当CaO/SiO2值远小于1时，由于同方镁石共存的是高熔点的镁橄榄石或硅酸二钙，故存在此种硅酸盐相的镁质制品在高温下出现液相的温度很高;而当CaO/SiO2值在1~2(质量比在0.93~1.87)之间时，则由于存在易熔的钙镁橄榄石和镁蔷薇辉石，镁质制品出现的液相温度很低，远低于方镁石的熔点。

　　

温度对MgO-CaO-SiO2三元体系各相间平衡的影响如图2~5所示。

 

　　

由图可见，温度越高，液相或固-液平衡共存的区域越大。在1600℃时，液相单独存在或固-液平衡共存的区域远大于1400℃和1500℃时的区域;1700℃时，液相区进一步扩大。