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耐火原料名称注释与规范刍议

2019年03月22日 11:37 耐火材料网 xxb/文

 

澳门老虎机网上赌钱-宝利棋牌官网平台-pt网上金沙网上赌博高振昕  刘百宽

 洛阳耐火材料研究院,471039  濮耐高温材料(集团)股份有限公司,457100

 

    2016年全国科技名词委员会制定并发布了《国家科技名词事业发展"十三五"规划》,组织67个审定分委员会开展科技名词审定公布工作,审定公布12个学科、62847条规范科技名词。同时指出了现有科技名词定义和应用中的各种问题。

    称科技名词的建立和规范化为"事业",似有夸大、宣染之嫌?然而,当人们细读了大部分相关文献后便会发现:它确实是一项非常繁琐和庞大的工程;绝非一蹴而就。

    在规范统一的科技名词体系的科技名词中,有无耐火材料专业的科技名词,尚不得而知,因为在規划中明确指出重点是"前沿科学和对社会急需且有重大影响的科技名词"。如此看来,可能还轮不到我们这个行业。即便如此,作为科技行业的学科自律而言,澄清和规范一些常用的科技名词也是很必要的,特别是出版、学校和科研单位的文件、资料等文字材料,更应规范科技名词的使用。

    专业名词的使用是否准确,不只是学识水平问题,也是学习、工作态度是否认真的问题。虽然在每个行业中都有些俗称和略语,但不能用于文字材料中;然而,实际上有些不规范的名词却堂而皇之地出现在各种书刊中,且被公认。

    当然,此问题的产生亦受时代认识、科研水平的影响,但应与时俱进,对那些不准确、不严谨的名称及时改正便是。正所谓名正言顺,名不正言不顺,专业术语不准,如何能表征可信的文章?特别是在科技论著中用了不当的名词、术语,影响不好。

    笔者仅就耐火原料方面的名词、术语做一述评。

    耐火原料分为矿物、岩石类天然原料和人工合成原料两大类,其名称各有来历。有条重要的分类原则是:矿物是指自然界的晶体;而人工合成的晶体不能称矿物,在工程界常被混淆,常有称人工合成的晶体为矿物。如"陶瓷-耐火材料的矿物组成"称谓,便是错误;应称相组成,包括晶体和玻璃质。

    绝大部分矿物的名词原系外文翻译过来的,或以化学组成、结晶构造、形貌特征、发现者姓名、地名或比喻为据来命名,国人在翻译时多以读音直译方式表征,也有另取名者。

    有些矿物是依地名和发现者名姓命名的,如:

    高岭石,本系景德镇高岭村一带的粘土,外国人把高岭读作"Kaoling",德国学者李希霍芬(Richthofen)按音译成"Kaolin",介绍给欧美矿物学界,写成Kaolinite。经一百多年广泛采用,遂成世界通用之高岭石矿物名称,Al2Si2O5(OH)4,纳入科技词典成为专业词;而将Kaolin译为高岭土,意指结晶度低或非单一矿物的粘土。高岭石也是中国铝土矿的主要共生矿物之一,如水铝石-高岭石类型。

    世界任何地区出产的此矿物皆称高岭石,但在我国耐火材料行业还有另一名为"焦宝石"的称谓,其实它是山东淄博地区出产的高岭土,另起名称纯属商业行为。可惜,竟然在业内得到流传,甚至写在《手册》中,称山东的高岭土叫焦宝石。360百科网也设"焦宝石"专栏,以讹传讹;河南多个公司也称有焦宝石出售。这就是典型的不规范名词,应该废弃。

    叶腊石,Pyrophyllite化学式为: Al2Si4O10(OH)2,福建、江西一带盛产叶腊石,质纯的品级可做印章和装饰品,为名贵石材;但叶腊石大多为伴生矿。国人未按原文音译,而因其质软而称其为"腊石"。河南巩义地区有一类铝土矿的伴生矿是叶腊石,成为独特的水铝石-叶腊石类型。

    类高岭石矿物Montmorilonite是在法国蒙托城被发现的,随音译之,中文译为蒙托石。

    硅线石原为1824年由B.Silliman教授发现的天然矿物,遂以其姓氏命名为Sillimanite。但国人并未音译为绕口的"西里马尼石";而是依晶体的条状习性译为矽线石,既取了Si的发音,又顾及到晶体形态。1958年文字改革废矽字改硅字,以免与锡和硒同音,称硅线石。不过,这就有失周全了,它是铝硅酸盐矿物,Al2O3为主成分,且与发现者无关。厉经60年硅线石一词已被公认,今人当从之。

    蓝晶石,Kyanite一词是依希腊文kyanos而得,意指蓝色,中文不按音译,而译为蓝晶石恰如其分,且有诗意;其另一名称为Disthene,希腊文词意为"二强的"。矿物学中确有蓝晶石为二硬石的注释。我们取巨大的单晶测显微硬度,结果发现,蓝晶石晶体的三个晶面硬度均不一样,实为"三硬石"。这可能与其三晶面{100}、{010}和{001}皆为完全解理有关。其实晶体不同方位具有不同的硬度可以理解,在理论上是成立的,只是测试结果没那么精密,显示不出来而已。蓝晶石的晶格体积较之硅线石和红柱石为最小、密度高达3.53~3.65g/cm3,故莫来石化反应的膨胀率最高,理论值达26%,故称最佳膨胀剂。上世纪80年代,铁道系统工程师们找我讨论,拟设计添加部分蓝晶石制做车轮"剎车匝",以提高制动力。

    红柱石乃依西班牙的Andalusia产地而命名为Andalusite,晶体常呈柱状,有白色和紫红等颜色,中文译为红柱石很形象。硅线石、红柱石和蓝晶石三种矿物的化学组成相同(Al2SiO5),故归为硅线石系,国外亦有此表征。其实,此三矿物除化学组成和化学式相同外,在成矿条件、晶格构造和性质方面都各不相同;其相同者还有分解产物皆为莫来石和高含SiO2的玻璃相。很多中、外文献将反应式:3Al2SiO5→Al6Si2O13+SiO2 中的SiO2视为方石英,其实不对。反应产物是莫来石和玻璃相。

    1965年英国出版了一本《Sillimanite》专著,介绍世界各国、地区的硅线石、红柱石和蓝晶石矿产情况,而只字未提中国。也是因为我国没有可供开采的富矿。上世纪80年代,我国开展了找矿活动,在黑龙江、江苏和河南等地发现了几个开矿价值不高的贫矿(有用矿物<22%);唯独在新疆的可可圫海阿尔泰山上有极其分散的蓝晶石"鸡窝矿",最大晶体达30~40mm,极纯。只能由当地人背篓上山拾矿,十分艰难,寻找几小时,每次可采得数公斤单晶。地质部门送几颗给笔者,始得做了系统研究,发表文章将结果公布于众。

    欧洲国家缺少铝土矿而广泛利用硅线石、红柱石和蓝晶石做耐火材料,取得了广泛的技术、经济效益,特别是法国商人通过宣传和发表文章极力在中国推广红柱石,宣传其优越性;但其原料售价颇高。我国盛产铝土矿且有纯度很高的"二级熟料",综合性价此,并不亚于红柱石。国人当以性价比量之,且莫从众。

    尖晶石,(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4系矿物是自然界最庞大的系列,包括13个端元。其中以镁铝尖晶石Spinel  MgAl2O4为首,故"尖晶石"一词也专指镁铝尖晶石,是比较稀少的天然矿物。也因其晶莹剔透、具有适度的反射率可被加工成宝石,因而有"贵尖晶石"之称;其他12个尖晶石都有各自的专用名称,必须加前缀以示区别:如磁铁矿Fe,Fe2O4,铬铁矿(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4...。

    作为耐火原料的主要是人工合成的镁铝尖晶石和自然矿物铬铁矿,后者早被开发利用,是镁铬系碱性耐火材料的重要原料。后来被发现其中的Cr3+可以氧化成Cr6+有致癌倾向而限制其应用,于是设想开发MgO-FeAl2O4系耐火材料取而代之。2002年以来在期刊上发表了不少合成FeAl2O4的文章,宣传其可行性和用以制造耐火材料。实际上合成FeAl2O4是很难做到的,只有在严格控制还原气氛的实验室方可制得;在工业生产条件下是做不到的,得到的却是Fe(Al,Fe)2O4,与FeAl2O4性能变异。

    如有文章称:以"以三氧化二铁和铝粉为原料,通过燃烧合成方法制备铁铝尖晶石(FeA12O4)"的研究,只能视为纯学术性的;2011年3期硅酸盐学报刊登一篇文章称:"以Fe2O3粉和Al2O3粉为原料,配料时需要引入一定量还原碳粉以消耗Fe2O3分解产生的氧气,当烧结温度高于1 500℃时所有的铁源都转化为铁铝尖晶石相。由于烧结温度较高,目前仅限于实验室合成"。该试验既无学术价值,也不适于工业生产。

    其实,镁铬砖只有在氧化气氛的窑(熔)炉中使用,始易生成Cr6+,如水泥回转窑。早在上世纪60年代,德国Refra公司便开发了MgO-MgAl2O4系回转窑用耐火砖,使用效果良好、行销全球。

    菱镁矿,MgCO3 ,Magnesite源自希腊城市美格里西亚Magnesia,依地名称其为Magnesite,国际公认。国人并未音译,却依其为三方晶系的菱形晶体、且为MgCO3成分而译为菱镁矿,即科学又顺口。

    世界各地的优质菱镁矿尽皆粗大的晶体结构,依岩石学术语称之为显晶质菱镁矿,macrocrystalline magnesite。与之相对,结晶微细的菱镁矿曾被称为隐晶质菱镁矿,cryptocrystalline magnesite。Cryptocrystalline一词系岩石学术语,该术语给出如下定义:

    "肉眼不能分辨的细小组分称为非显晶质,aphanite,其结构称为非显晶结构。某些非显晶质岩石可在显微镜下检验出玻璃相;而有些则为全晶质。如果此类岩石中的单个组元可借显微镜鉴别,则该结构称为微晶质,microcrystlline;如果太细,在高倍率显微镜下也不能鉴别者,便称为隐晶质,cryptocrystalline。某些材料呈均质光性,当用XRD检验时却证实为晶质"。

    菱镁矿于670~680℃分解为方镁石,MgO和CO2,方镁石的熔点为2800℃,属高熔点氧化物,用作碱性耐火原料为其低档价值,经提纯后可用于化工和电工材料。

    热处理菱镁矿有烧结和电熔两种方式,在耐火材料行业称烧结镁砂和电熔镁砂,前者又分为低温烧结(轻烧)和高温烧结(死烧),两者均无固定的温度范围,故晶体尺寸和体积密度差异明显。高温烧结镁砂因原矿纯度愈高愈难烧结,故有采用先行低温轻烧后,粉碎成球再行高温烧结的二步烧结料,有利于致密化和晶体长大。

    对电熔镁砂有大结晶之希求,似有片面之嫌,不能确定对耐火制品质量和使用效果有多少效益。各类镁砂均按MgO含量分级。

    现行电熔镁砂的同炉原料组成、结构不一,需经人工检选:中心部分的纯白色料纯度极高,可达>99.5%,晶体可达厘米级,甚至呈单晶,可作电工材料;炉边料杂质富集,俗称"皮砂",质量不及烧结料。

    白云石,CaMg(CO3)2,Dolomite,本是以发现者法国化学家Dolomieu (英文写成Doloman,1750~1843)命名的;国人没有按原文直译,而是以其洁白如云的外观特征,而形象地译成白云石,颇有诗意。

    煅烧白云石的应用已有近百年的历史,在近年的许多外文资料中出现了Doloma一词表征煅烧白云石。中文科技辞典中无此字;但在海辞网上注明为煅烧白云石。Doloma一词的创建确有高见,吾等亦仿之,可用原字,或直称"煅烧白云石";切莫简称白云石,与天然矿物混淆。

    堇青石Cordierite,是一种硅酸盐矿物,乃是为了纪念法国地质学家P. L. A. Coedier而命名。典型化学式为Mg2Al4Si5O18,但可固溶许多其他元素如Fe、Ca、Mn等,从而呈现不同颜色。而完好的堇青石单晶为宝石级,英文名为Iolite或Dichroite。Iolite一词源于希腊语,为"紫罗兰"的意思,象征宝石级堇青石的颜色特征。我国台湾和福建一带出产堇青石,适于制造莫来石-堇青石陶瓷类制品,亦是制造匣钵的最佳原料。

    因组成不确定,堇青石的熔点较低,约为13801450,不是耐火原料,但因其具有膨胀系数低的特性为制造热稳定性耐火材料结合相提供了条件。于是有许多文章介绍人工合成堇青石,将其作为结合相配入刚玉和莫来石质耐火材料中,借以改善制品的热稳定性;其实,花费很大精力、财力预合成堇青石实不必要,因为制品在烧成(通常要在1550以上)过程中它要熔融;冷却过程再结晶或形成玻璃相。此过程虽然会改进相间结合状态;也会改变组成。不如直接将当量组成的原料配入泥料中在烧成中以液相结合骨料简单。

    石墨Graphite乃因其色黑而译为石墨,至于中文的"片状石墨"一词实属画蛇添足,石墨本为片状晶体

    橄榄石Forsterite 自然界产出的橄榄石并无纯Mg2SiO4,而是(Mg,Fe)2SiO4,铁含量低的原料可用以制镁砂-橄榄石质耐火材料。

    可见,矿物命名和译名只有通过认真考证始得规范。

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