Al2O3含量较高、显气孔率较低的试样抗侵蚀性能较好。由于铝合金铸造温度较低，熔铝炉用耐火浇注料在使用 过程中没有烧结，显气孔率较高。为促进材料烧结，降低显气孔率，提高材料的抗侵蚀性能，在M85矾土熟料作为主 原料的基础上，采用K2CO3作为助烧结剂，研究其对浇注料抗侵蚀性能的影响。
K2CO3为白色结晶粉末或颗粒，熔点891℃，易溶于水，遇酸易分解，释放出CO2，易吸收空气中的CO2和水分 生成KHCO3。有研究表明[67]：空气气氛下，蒸汽或液体状态的碱类物质(游离态或化合态的K、Na)与耐火材料组分 发生反应，生成的产物与Al2O3含量有关。Al2O3含量低于30%时主要生成正长石和钠长石;Al2O3含量为30%-80% 时主要生成长石族矿物，如钾霞石、霞石等;Al2O3含量大于80%时主要生成β-Al2O3和碱金属铝酸盐。毛燕东[68]的 研究发现：空气气氛下，碳酸钾和刚玉在800℃下反应，生成钾的铝酸盐，即K2Al2O4·3H2O。
1、实验
实验用骨料与粉料质量比为67：33。为获得紧密堆积，实验中骨料(8-0mm)35采用四级粒度级配，即8-5mm： 5-3mm：3-1mm：1-0mm=20%：20%：15%：12%，粉料(粒度<0.088mm)的质量比为33%。高铝矾土熟料中， 规定K2O≤0.6，采取其规定值的3-5倍作为添加剂添加量，换算为K2CO3即为2.6-4.4%，因此K2CO3加入量从 2%开始加入。
实验过程中发现，K2CO3加入后浇注料流动性变差，加水搅拌后物料较粘，振动后几乎不流动，加上手指按压 勉强可以成型，但振动过程中不见气孔排出。脱模后可见较大气孔且不均匀。可能是加入K2CO3后减水剂不合适，因 此实验时加入不同的减水剂以改善其流动性。试样配比及编号如表1所示。
按表1配料，加入适量的水混练均匀，振动成坩埚，经养护干燥后，坩埚试样于900℃×3h进行处理。然后将约1 20g6063#铝合金放入坩埚内，置于马弗炉中在850℃下保温72h进行抗侵蚀实验，随炉冷却后取出，沿坩埚轴线切 开，观察截面侵蚀程度。
2、不同减水剂对浇注料的影响
采用STP作为减水剂时，加水量随着K2CO3加入量的增加而增加。而采用柠檬酸钠和FS20作减水剂 时，加入2%K2CO3的试样与M85试样的加水量一样，流动性较好。这可能是因为STP与溶于水的K+离子产生络合作 用，生成络合物，降低其减水效果。
坩埚试样经900℃×3h处理后，K2、K3和K4试样表面有白色片状物质剥落，而K2+N和K2+FS20试样表面光 滑，。出现这种情况可能是因为，900℃时，K2CO3和Al2O3发生如下反应，生成的CO2从试样表面排 出，造成剥落。
K2CO3+Al2O3=2KAlO2+CO2(g) (1)
850℃时，式(4.1)的吉布斯自由能变化为ΔG=-15.5kJ。
3、K2CO3添加剂侵蚀结果
6063#铝合金对添加K2CO3后浇注料的侵蚀结果所示。浇注料被铝液侵蚀/渗透后变为 黑色，侵蚀部分气孔被填充后变得更致密。K2CO3加入后，试样的抗侵蚀性能变差，坩埚内所有的铝合金全部进入耐 火材料内部，坩埚试样产生1-3mm大裂纹。K2、K3、K4试样由于900℃处理后试样表面产生剥落(如图1)，试样表面 显气孔率增加，铝熔液渗透通道增加，并与耐材发生和反应，伴随体积收缩，进一步促进铝熔液的渗透，最终造成材 料开裂。尽管K2+N和K2+FS20经900℃热处理后表面光滑(如图1)，没有白色剥落产生，但在850℃空气气氛下，K2 CO3与金属Al、空气中的O2发生以下反应：
2K2CO3+4Al+3O2(g)=4KAlO2+CO2(g) (2)
850℃时，反应(4.2)的吉布斯自由能变化为ΔG=-2671.26KJ。从ΔG判断，反应(4.2)比(4.1)更易发生，反应速率更快，产生的CO2加速高温下铝合金熔液对耐材的侵蚀。因此，K2CO3添加剂的加入降低了耐火材料抗铝合金熔液的 侵蚀性能。
加入K2CO3作助烧结剂后，STP作减水剂时试样加水量较大，流动性较差，柠檬酸钠和FS20作减水剂时试样的 加水量较小，流动性较好。坩埚试样经900℃处理后，K2CO3与Al2O3反应生成KAlO2和CO2，表面产生层状剥落。 850℃侵蚀实验过程中，K2CO3与金属Al和O2反应生成KAlO2和CO2，反应迅40速，试样的抗侵蚀性能变差。
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