輕質(zhì)六鋁酸鈣的低溫制備及性能研究.pdf

1、輕質(zhì)耐火材料因具有氣孔率高、導熱系數(shù)低、熱容量小等特點,大多應用于高溫設備(或窯爐)的內(nèi)襯以實現(xiàn)降低熱散失，節(jié)能環(huán)保的目的。而耐高溫、抗還原氣氛或堿蒸氣腐蝕與否，成為某些苛刻條件下能否采用輕質(zhì)耐火材料的制約環(huán)節(jié)。六鋁酸鈣(CA6)具有高熔點、良好的抗堿性、抗還原氣氛侵蝕等優(yōu)良性能，是上述苛刻條件下首先的輕質(zhì)耐火材料。開發(fā)輕質(zhì)六鋁酸鈣耐火材料，并利用其研制高性能的六鋁酸鈣輕質(zhì)磚，可以彌補傳統(tǒng)硅鋁質(zhì)輕質(zhì)磚在這些方面的不足。傳統(tǒng)制備六鋁酸鈣的

2、方法受到煅燒溫度高、對設備要求高等因素的限制，阻礙了六鋁酸鈣在高溫行業(yè)的應用和發(fā)展。本課題研究尋找一種能在較低溫度下制備出性能優(yōu)越的輕質(zhì)六鋁酸鈣保溫隔熱材料的方法。
　　以工業(yè)氫氧化鋁、氫氧化鈣和造紙白泥為原料，采用濕法共磨、烘干、成球、水熱合成和低溫煅燒相結(jié)合的二步法來制備六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料和輕質(zhì)磚。研究了原料配比、水熱處理溫度、原料粒度、保溫時間和煅燒溫度對所制備的前驅(qū)體及生成的六鋁酸鈣微觀形貌和性能的影響；通過物相組成、孔徑分

3、布、體積密度、強度、顯氣孔率及顯微結(jié)構(gòu)表征了六鋁酸鈣輕質(zhì)骨料的性能。研究表明：配料經(jīng)200℃水熱處理、1450℃保溫3小時可制備出輕質(zhì)六鋁酸鈣保溫隔熱耐火材料。其中，輕質(zhì)六鋁酸鈣的孔徑分布為0.4μm～1.4μm之間，孔隙率為79.36％比未經(jīng)水熱處理所得樣品的孔隙率大46.79%。說明水熱處理是生成輕質(zhì)六鋁酸鈣的重要影響因素。前驅(qū)體中三水鋁石發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變的溫度為175℃，這種晶相轉(zhuǎn)變使得板狀三水鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)槿S薄片狀薄水鋁石。
　

4、　用造紙白泥制備輕質(zhì)六鋁酸鈣時，在1350℃開始出現(xiàn)六鋁酸鈣的衍射峰，在1450℃時六鋁酸鈣開始大量生成并且成為主晶相。造紙白泥作為鈣源時前驅(qū)體中三水鋁石轉(zhuǎn)變?yōu)楸∷X石的初始溫度為175℃，水熱處理溫度為200℃時三水鋁石完全轉(zhuǎn)變?yōu)楸∷X石。水熱處理溫度200℃所得前驅(qū)體于1500℃煅燒3小時六鋁酸鈣晶體大量生成，形成的晶體結(jié)構(gòu)完整、晶體顆粒分布均勻、顆粒尺寸為1～2μm、厚度只有幾十納米的六鋁酸鈣材料。
　　制備出的六鋁酸鈣骨料