尖晶石質(zhì)保溫隔熱耐火材料的制備與性能研究.pdf

1、隨著我國高能耗產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及能源問題日益嚴(yán)峻，如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)節(jié)能降耗，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。尖晶石質(zhì)保溫隔熱耐火材料既具有優(yōu)異的耐高溫性能，又具有氣孔率高、體積密度小、熱導(dǎo)率低等特點(diǎn)，用于高溫窯爐的保溫隔熱，能夠顯著降低窯爐的熱損失，提高窯爐的熱效率。
　　本論文首先研究了不同水化介質(zhì)中ρ-Al2O3的水化特性。結(jié)果表明：堿性介質(zhì)加速ρ-Al2O3的水化，酸性介質(zhì)減緩ρ-Al2O3的水化；酸性介質(zhì)中水化生成勃姆石和三水鋁石，中性及

2、堿性介質(zhì)中生成拜耳石和單水鋁石；不同介質(zhì)中的水化產(chǎn)物于500℃熱處理后均轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，1100℃熱處理時(shí)純水介質(zhì)下轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3、硝酸介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3和θ-Al2O3、碳酸鈉介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3和β-Al2O3，1500℃熱處理時(shí)除碳酸鈉介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3和β-Al2O3之外，其它介質(zhì)中均轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3。
　　其次，以α-Al2O3微粉、電熔鎂砂為原料，ρ-Al2O3作為結(jié)合劑制備體積密

3、度約1.0g/cm3尖晶石質(zhì)保溫隔熱耐火材料，研究了ρ-Al2O3與電熔鎂砂加入量以及燒成溫度與保溫時(shí)間對材料物相與性能的影響。結(jié)果表明：隨著ρ-Al2O3加入量增加試樣常溫耐壓強(qiáng)度與燒成線變化率增大，物相組成均為剛玉+鎂鋁尖晶石；增加MgO加入量試樣常溫耐壓強(qiáng)度先增后減，加入量為20wt％時(shí)達(dá)最大值，線變化率由收縮逐漸變?yōu)榕蛎?，物相組成由剛玉+鎂鋁尖晶石變?yōu)殒V鋁尖晶石再變?yōu)殒V鋁尖晶石+方鎂石；提高燒成溫度試樣常溫耐壓強(qiáng)度增大，燒成線變

4、化率由正變負(fù)，延長保溫時(shí)間對試樣燒成線變化率基本沒有影響，但可提高常溫耐壓強(qiáng)度。
　　再次，通過添加漿料分散劑和坯體增強(qiáng)劑制備超低密度尖晶石質(zhì)保溫隔熱耐火材料，研究了漿料分散劑加入量和坯體增強(qiáng)劑質(zhì)量濃度對試樣制備與性能的影響。結(jié)果表明：漿料分散劑可降低試樣干燥收縮并促進(jìn)燒結(jié)，外加量以0.1%為宜；坯體增強(qiáng)劑的質(zhì)量濃度對泡沫漿料的固化影響顯著，最佳質(zhì)量濃度為3%；優(yōu)化工藝后制備了具有典型球形閉孔結(jié)構(gòu)，平均孔徑約120μm。