發(fā)泡法制備高鋁質(zhì)微孔高溫隔熱材料的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的提高，高能耗產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)展，高溫?zé)峁ぴO(shè)備不斷涌現(xiàn)。熱工設(shè)備使用溫度越高，應(yīng)用于熱工設(shè)備的內(nèi)襯耐火材料所達(dá)到的耐火度就更高。當(dāng)前可以應(yīng)用于高溫的隔熱耐火材料主要是高鋁質(zhì)隔熱耐火材料，一類是利用燃盡物法制備的，這類高鋁質(zhì)隔熱耐火材料由于制備工藝等原因使其內(nèi)部氣孔尺寸較大，從熱力學(xué)上分析，不利于材料導(dǎo)熱系數(shù)最小化，并且較大尺寸的氣泡降低了材料的力學(xué)性能。另一類是氧化鋁空心球制品，這類制品容重大、導(dǎo)熱系數(shù)高，生產(chǎn)成本也比

2、較高。因此找到合適的方法制備出氣孔率較高且力學(xué)性能較高的微孔輕質(zhì)隔熱材料是有效解決當(dāng)前熱工窯爐散熱損失大、體積大和升溫速度慢的有效途徑。
　　目前工程實(shí)際中還沒有合適的方法制備出微孔、高強(qiáng)的高鋁質(zhì)隔熱耐火材料。本課題采用發(fā)泡法制備多孔高鋁質(zhì)微孔隔熱耐火材料，系統(tǒng)地研究發(fā)泡法制備輕質(zhì)隔熱材料的各工藝環(huán)節(jié)，通過控制工藝參數(shù)最終在材料中形成孔徑微小且分布相對(duì)較均勻的氣孔結(jié)構(gòu)，最終得出如下結(jié)論：
　?。?）α-A12O3的熔點(diǎn)較高，

3、用α-A12O3作原料可以制備出荷重軟化溫度較高、使用溫度高的高鋁質(zhì)隔熱材料，并且發(fā)現(xiàn)使用粒度為d50=1.26μm的α-A12O3制備的高鋁質(zhì)隔熱材料孔徑最小。由于純的α-A12O3制成的料漿固化較慢，可以利用輕燒氧化鎂常溫遇水后產(chǎn)生膠狀物質(zhì)的特點(diǎn)，在原料中加入少量輕燒氧化鎂增加料漿的稠度，縮短固化時(shí)間。另外，輕燒氧化鎂與A12O3混合后在一定溫度下可形成固溶體，高溫可以促進(jìn)氧化鋁的燒結(jié)；
　?。?）通過對(duì)不同發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑制備

4、的隔熱材料性能做探討，發(fā)現(xiàn)SDBS作為發(fā)泡劑、CMC作穩(wěn)泡劑可以在泥漿中形成豐富細(xì)膩且持久的泡沫，制備出的高鋁質(zhì)隔熱材料氣孔孔徑微小、氣孔率較高、力學(xué)性能較好；
　?。?）探討了不同攪拌速度下試塊的微觀結(jié)構(gòu)，分別以400r/min和700r/min的速度攪拌泥漿，發(fā)現(xiàn)：700r/min攪拌的泥漿制成的高鋁質(zhì)隔熱材料中氣孔數(shù)量更多、分布更均勻、孔徑更??；
　?。?）干燥制度對(duì)材料內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)影響很大，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)室溫干燥3h后再

5、置于烘箱中干燥的坯體表面完好，無裂紋產(chǎn)生；
　?。?）系統(tǒng)研究制備工藝參數(shù)，以發(fā)泡劑量A、穩(wěn)泡劑量B、加水量C與攪拌時(shí)間D為試驗(yàn)因素設(shè)計(jì)了4因素3水平正交試驗(yàn)，通過兩次正交試驗(yàn)，最終得出最佳試驗(yàn)方案為A2B2C3D1，即發(fā)泡劑量為0.30％、穩(wěn)泡劑量為0.30%、加水量為42%、攪拌時(shí)間為6min。該最佳方案的試塊各項(xiàng)性能如下：氣孔率74.41%，容重0.9g/cm3，平均孔徑40μm左右，常溫抗折強(qiáng)度9.13MPa，常溫抗壓強(qiáng)度