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    球料對輕質剛玉莫來石磚的影響

    添加時間:2017年6月1日  瀏覽次數:

        輕質剛玉莫來石磚具有多孔或纖維狀結構,通常導熱系數小、保溫和吸聲效果好,被廣泛用作鋼鐵、化工等行業窯爐的保溫層和建筑行業耐火保溫層及隔音層。采用高鋁礬土和冶金硅灰作原料,聚苯乙烯球作造孔劑,利用凝膠注模工藝制備出高強輕質剛玉莫來石磚,主要測定了1550℃燒結樣品的強度、氣孔率、熱導率、物相組成和微觀結構,制備出的剛玉莫來石磚體密0.37g/cm³,氣孔率87.37%,強度高達2.17MPa,熱導率僅為0.22W/(m·K)。

                          
    1、球料比對制品體積密度的影響
        隨著造孔劑加入量增加,材料的體積密度減小,氣孔率增大。當球料比為1:1時,體密為0.885g/cm³,氣孔率為69.5%;當球料比為4:1時,體密為0.367g/cm³,氣孔率為87.37%。
    2、球料比對制品熱導率的影響
        在制備出的輕質剛玉莫來石磚在1000℃下的熱導率均較小,且球料比越大,熱導率越小。當球料比為1:1時,熱導率為0.461W/(m·K),球料比為4:1,僅為0.225W/(m·K)。
        輕質剛玉莫來石磚熱導率隨體積密度降低、顯氣孔率增加而降低,表明輕質剛玉莫來石磚內部的傳熱方式是以固相傳熱為主,基體內氣孔增加時,孔內氣體減小了制品的熱導率,同時孔壁散射熱能作用增強,提高了材料的保溫效果。
    3、球料比對制品強度的影響
        隨著材料體積密度的減小,剛玉莫來石磚的抗壓強度都呈減小趨勢。在球料比為1:1時,制品的抗壓強度為8.52MPa;而球料比為4:1時,制品的抗壓強度降低為2.17MPa,表明氣孔的存在,減小了負載面積,容易在氣孔附近造成應力集中,剛玉莫來石磚的強度會隨著氣孔率的增大顯著降低。
    4、制品的微觀結構分析
        取球料比為4:1的樣品進行結構分析。燒成材料呈淺黃,沒有明顯缺陷和大的氣孔?妆诒∪缦s翼,肉眼已無法判斷其厚度?锥磁c孔洞之間絕大多數互不連通,只有少數孔壁有空,使相鄰孔洞聯通,這表明盡管孔壁很薄,但孔壁的分布十分均勻,材料組織結構比較均勻。
        材料的薄壁結構使剛玉莫來石磚獲得較小的體積密度和較大的氣孔率,也是剛玉莫來石磚獲得較小熱導率的前提條件;材料內晶粒細小,結合緊密,是材料在獲得加大氣孔的同時獲得盡可能高的強度,對提高剛玉莫來石磚使用性能和壽命十分有益;孔壁中的封閉氣孔,有利于進一步降低材料的熱導率;因此,材料的這種顯微結構,使剛玉莫來石磚具有低密度、高強度、低導熱的優異性能。
    5、制品的物相分析
        剛玉莫來石磚的主晶相為莫來石(80%),還含有少量的剛玉相(15%),玻璃相很少(5%左右)。大量莫來石相存在,是材料均有良好的耐高溫性能和抗熱震性能。剛玉相增強了材料的高溫耐火性能,提高材料的適用溫度范圍。少量玻璃相的存在,既有利于提高燒結驅動力,獲得致密的、高溫強度較高的材料,又有利于使燒結后材料內莫來石相和剛玉相形成高溫固相直接結合結構,對提高剛玉莫來石磚的高溫強度非常有利。
    6、結論
        (1)制備出最小體積密度僅為0.37g/cm³的剛玉莫來石磚,氣孔率高達87.37%,熱導率僅為0.22W/(m·K),強度高達2.17MPa。
        (2)制備出的輕質剛玉莫來石磚材料主晶相為莫來石,并含有少量剛玉相,氣孔分布均勻,孔壁薄而完整并分布有封閉小氣孔,保障材料具有低密度、高強度、第熱導率等特點,綜合性能優良。

    關鍵詞:輕質剛玉莫來石磚   剛玉莫來石磚      
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