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    剛玉隔熱磚的性能

    添加時間:2017年11月24日  瀏覽次數:

        剛玉隔熱磚最重要的性能(導熱率、強度、抗熱震性)在很大程度上取決于多孔體的結構,即氣孔的形狀,大小及構造。本文介紹的研究結果,有助于有選擇地推廣使用隔熱耐火材料它們是以剛玉球(空心顆粒)為基料組成的半干泥料,用振動致密方法制成的制品和加有可燃燼聚苯乙烯添加劑(ncB)的氧化鋁-聚苯乙烯泥料澆注成的制品。研究了 這些制品的陶瓷性能、熱物理性能和機械性能;研究了均勻致密的和體積密度不同的試制品。

        按化學成份,所研究的試驗品是高純的,其重量百分比(多)是:Al203 99.3〜99.7;SiO2 0.1~0.24;Fe203 0.02〜0.05;TiO2 0.2; MgO + CaO 0.15〜0.26i;Na20 0.06~0.2。

        該磚的相組成是剛玉,是以空心球為基料制成的輕質磚。此外有少量堿性β-Al203雜質(3%以下)。剛玉晶體大小不同,它取決于制品的生產方法。

        由氧化鋁-聚苯乙烯球泥料(聚苯乙烯球直徑小于lmm)澆注制成的,具有體積密度1.6〜1.8g/cm3的磚,其結構為多孔的,孔呈圓形、封閉、隔絕的,孔的最大尺寸為1.5mm,絕大多數為0.6〜0.9mm。

        用球徑小于3mm的剛玉、加入有聚苯乙烯添加劑制成的、體積密度1.1〜1.3g/cm3的磚,以較大氣孔結構為特點,其氣孔也是封閉的、圓形的,最大尺寸2.5mm,絕大多數為 1.2〜1.7mm。

        用小于lmm的剛玉球制成的,體積密度1.6〜1.8g/cm3的輕質磚和上述試驗磚的區別是其氣孔結構較細和分布較均勻,由完整的球及其少量破損球組成,球的最大直徑為0.8mm,•絕大多數為0.1〜0.5mm,多數孔呈圓形和不規則圓形,而用較大尺寸(5〜3mm)的剛玉空心球制成的、體積密度為1.1〜1.2g/cm3的試驗品,是以較大的氣孔結構為其特點的。輕質材料的結構是多孔的,多數氣孔具有圓形和不規則的形狀。

        用氧化鋁-聚苯乙烯泥料澆注制成的磚,在均一的體積密度下,具有高的氣孔率(68〜75%),這些制品的透氣性也是最大的。耐壓強度依制造方法而定,加有聚苯乙烯添加劑、用澆注法成型的磚具有最大值(20〜30N/mm2。所研究的輕質材料的強度,隨溫度的升高而下降,用聚苯乙烯添加劑澆注的磚則下降急劇。用球狀剛玉制的磚和加有聚苯乙烯添加劑澆注成的磚,它們的抗折強度相近似。

        用剛玉制的磚具有低的蠕變。這是由于剛玉空心球的組織結構較完善和剛玉晶體大小有差異的結果。剛玉晶體平均尺寸由75增加到150微米時,磚的蠕變在24小時內由4.43%降到0.52%。在這些條件下,對致密剛玉耐火材料來說,當剛玉晶體平均尺寸由41增加到120〜125微米時,其蠕變在100小時內由2.5〜2.6下降到O.8〜0.82%。

        這種磚具有很高的荷重(0.l/mm2)軟化開始點,其耐火度在2000℃以上。耐火材料的溫度線膨脹系數a差別不大,在320〜1500℃范圍內,是0.9.X10-5〜0.96xl0-5k-l,即同致密剛玉磚的溫度線膨脹系數沒有差別。由于沒有高溫多晶型的轉化,磚在高溫下的膨脹進行相當均勻,這兩種磚在lOOO℃以下是0.81%,而添加聚苯乙烯的磚是1.26%,以剛玉球為基料制成的磚是1.34%。輕質磚的導熱率主要取決于其結構和密度。用球徑小于lmm的,加有聚苯乙烯添加劑制成的磚,具有細孔狀結構,它們的導熱率最低。

          所研究的耐火材料的彈性模數,實際上與結構類型無關,在常溫下波動于7.5X103〜10.7xl03N/mm2之間。彈性模數隨溫度的增高而下降,達到1200℃時,其數值為4X103〜5.3Xl03N/mm2。這些數值比致密剛玉磚低一個數量級。表征磚的抗熱震性和決定其使用壽命的、在1750℃下的殘余收縮,在用剛玉球制的磚中沒有發現。而加有聚苯乙烯添加劑的用澆注法制的磚的殘余收縮率為0.8%。

          確認了剛玉隔熱磚在高溫下具有高的機械性能和良好的體積穩定性。因此,可以推薦以剛玉球為基料用振動致密法制成的輕質磚和加有可燃燼物質用澆注法制成的磚,可在高溫熱工設備的工作層和中間層伊結構-隔熱材料和隔熱材料使用。

    關鍵詞:性能      
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