硅溶胶应用在结合刚玉质浇注料
采用硅溶胶作为结合剂的浇注料具有以下性能特点:
- 干燥、烘烤性能
相对于铝酸钙水泥结合浇注料和水合氧化铝结合浇注料，硅溶胶结合浇注料干燥后有较高的显气孔率;相对于铝酸钙水泥结合浇注料和水合氧化铝结合浇注料，硅溶胶结合浇注料干燥后有较高的透气率。这是因为，在养护过程中，铝酸钙水泥和水合氧化铝结合浇注料能够生成一系列的水化产物，这些水化产物会堵塞浇注料的气孔，降低了浇注料的显气孔率和透气率;而硅溶胶结合刚玉质浇注料则是通过溶胶粒子间的缩合反应(-Si-OH+HO-Si-=-Si-O-Si-+H2O)产生凝结，在养护过程中没有水化产物生成，只有硅溶胶粒子间的键变化。
在110℃之前，水合氧化铝结合浇注料的失水速率非常低，而硅溶胶结合浇注料的失水速率非常高，这是因为硅溶胶结合浇注料没有水化产物的产生，失水速率高是由于浇注料中自由水的蒸发或挥发所致;铝酸钙水泥结合浇注料有非常大的失重，在400-650℃范围内，水合氧化铝结合浇注料也有较为明显的失重，这是因为在养护过程中，铝酸钙水泥生成的水化产物在中温范围内发生分解，水合氧化铝的水合产物勃姆石发生脱水分解;但是在400-600℃范围内，由于溶胶粒子内部的羟基脱水，硅溶胶结合浇注料和铝溶胶结合浇注料的失重非常小。
综上所述，相对于硅溶胶结合浇注料，由于铝酸钙水泥结合浇注料和水合氧化铝结合浇注料的显气孔率和透气率比较低，随着温度的升高，水泥和水合氧化铝的水化产物分解所产生的水蒸气不能够及时排出浇注料体外，造成浇注料内部出现比较大的蒸汽压，因此，浇注料在烘烤的过程中非常容易出现爆裂;而硅溶胶结合浇注料的显气孔率和透气率较高，并且在养护过程中没有水化产物的产生。因此，与传统的水合结合浇注料相比，硅溶胶结合浇注料具有相对较好的烘烤性能。
- 中温强度
随着温度的升高，铝酸钙水泥结合浇注料的强度基本上呈降低趋势，其中水合氧化铝结合浇注料在600-1000℃范围内强度降低非常的明显，在1000℃时，浇注料的强度达到最低值，接近于零;而随着温度的升高，硅溶胶结合浇注料的强度则是随之而升高。
出现上述现象是因为对于铝酸钙水泥结合浇注料和水合氧化铝结合浇注料来说，在350-1000℃范围内，由于水泥和水合氧化铝的水化产物开始分解，水合结合相随之消失，而陶瓷结合相尚未形成，浇注料的中温强度降低。
而对于硅溶胶结合浇注料，由于硅溶胶粒子间的缩合反应会随着温度的升高继续进行，因此浇注料的强度也随之增大。在700-1000℃范围内，浇注料的强度随温度的升高继续增大，这是因为硅溶胶的纳米粒子反应活性非常高，在较低温度下出现了烧结。随着温度的升高，硅溶胶结合浇注料的强度持续增大;而在600-800℃范围内，水合氧化铝结合浇注料的强度出现减小。
(3)烧结性
研究发现，经过1100℃热处理后，水泥结合浇注料中晶粒间的孔隙较大且彼此孤立，基本没有烧结出现;而硅溶胶结合浇注料出现了非常好的烧结，经能谱分析后发现，浇注料中有莫来石形成。这是因为硅溶胶中纳米二氧化硅粒子的反应活性极高，这些粒子与浇注料中的活性氧化铝等颗粒充分接触，能够降低粒子间发生反应所需要的温度，因此浇注料在较低温度下就出现了烧结，强度也随之增大。
(4)高温强度
研究发现，在高温(1250℃和1500℃)范围内，铁沟浇注料的强度会随着温度的升高而降低，但铝酸钙水泥结合铁沟浇注料强度的降低幅度要明显大于硅溶胶结合浇注料强度的降低幅度。这是因为水泥结合铁沟浇注料处于高温下时，CaO-Al2O3-SiO2三元系统中会生成低熔点的物相，而硅溶胶结合铁沟浇注料中并无水泥的存在，因此硅溶胶结合浇注料有更好的高温强度。
综上所述，硅溶胶结合浇注料在干燥烘烤性能、烧结性能、体积稳定性和高温强度等方面具有显著优势。
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