低導(dǎo)熱高強(qiáng)莫來石-剛玉輕質(zhì)磚

是以高鋁礬土、硅灰、聚苯乙烯球做原料，用凝膠注模工藝制備高強(qiáng)輕質(zhì)莫來石-剛玉材料，確定最正確pH值和分散劑用量，并爭(zhēng)論了燒成后樣品的強(qiáng)度、氣孔率、熱導(dǎo)率、物相組成和微觀構(gòu)造。結(jié)果說明：最正確，分散劑參加量為，當(dāng)球料比為相，晶粒細(xì)小，氣孔率分布均勻，孔壁薄而完整并有封閉小氣孔。而輕質(zhì)莫來石剛玉材料具有多孔或纖維狀構(gòu)造，通常導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫順吸聲效果好，被廣泛用作鋼鐵、化工等行業(yè)窯爐的保溫層和建筑行業(yè)耐火保溫層及隔音層。承受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(qiáng)輕質(zhì)莫來石-1550℃燒結(jié)樣品的強(qiáng)度、氣孔率、熱導(dǎo)率、-0.37g/cm387.37%2.17MPa，熱0.22W/〔m.K〕。試驗(yàn)23 2度〔試驗(yàn)室自制〔分析純pH值。25%硅灰〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同〕混合均勻，參加分散劑及局部結(jié)合劑制成的預(yù)混液，PH0.5h，制成注模12h8012h15505h燒結(jié)，即得到制品。數(shù)字粘度儀測(cè)量，pHpHs-25數(shù)顯式酸度計(jì)測(cè)量。結(jié)果與爭(zhēng)論料漿的性能測(cè)定pH值確實(shí)定9pH值遠(yuǎn)離等電位點(diǎn)，Zeta電位確定值大，排斥能增大，有利于顆粒在液相中分散，pHOH-，增加了懸浮體中電解質(zhì)的濃度，pH=9。圖1 pH值對(duì)料漿流變性的影響深入探討，但主要的影響因素可能有：電層排斥力，范德華力使顆粒相互吸引而團(tuán)聚，雙電層排斥力則阻礙其團(tuán)聚。顆粒在液相中的穩(wěn)定性U：常數(shù)；a為顆粒的半徑；H為顆粒間的最短距離；e為溶液的介電常數(shù)；y0為顆參數(shù)，K-1K-1為雙電層厚度。式中右邊第1項(xiàng)表示顆粒間的范德華吸引勢(shì)能，在所選的試驗(yàn)條件范圍內(nèi)變化很小；第2項(xiàng)代表顆粒間的靜電排斥能，它的大小與顆粒的外表電勢(shì)y有關(guān)。當(dāng)顆粒的外表電勢(shì)很低時(shí)，顆粒之間的相互排斥能0德華力增大，雙電層排斥能減小，因而料漿粘度增大。度，當(dāng)溫度上升時(shí)，聚合作用加劇，但在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，尚未形成完全的三維網(wǎng)狀構(gòu)造，因而使料漿的粘度漸漸增大，但并未完全固化。影響程度也不同，因而料漿的粘度也不同。漿粘度值相對(duì)較大。分散劑含量對(duì)料漿粘度的影響分散劑用量對(duì)料漿粘度的影響如圖2所示。分散劑參加量較少時(shí)，顆粒外表吸附的陰離子團(tuán)較少，外表電荷密度較低，粒子間排斥力較小，因而料漿流淌性較差，粘度較大；隨著分散劑用量的增加，顆粒外表吸附的陰離子團(tuán)增多，外表電荷密度上升，顆粒間靜電排斥力也相應(yīng)增加；同時(shí)，參加的分散劑增多，20.33%時(shí)，料漿的粘度最低，此時(shí)的流淌性最正確。圖2 分散劑參加量對(duì)懸浮體流變性的影響0.33%的分散劑，料漿粘度最小，易于注模。pH=9〕，30，4050，60℃時(shí)分散劑對(duì)料漿粘度的影響較小，曲線較為平緩，說明高溫下由于聚合作用的發(fā)生，分散劑的作用明顯減小。球料比對(duì)制品性能的影響1制品的性能球料比對(duì)制品體積密度的影響1:10.885g/cm369.5%；當(dāng)球料比g/cm387.37%。球料比對(duì)制品熱導(dǎo)率的影響1-0.461W/〔m·K〕，4:10.225W/〔m·K〕。0.37g/cm30.22W/〔m·K〕，這在目前保溫材料的文獻(xiàn)報(bào)道中還不多見。〔固〕，基體內(nèi)氣孔增加時(shí)，孔內(nèi)氣體減小了材料的熱導(dǎo)率，同時(shí)孔壁散射熱能作用增加，提高了材料的保溫效果。球料比對(duì)制品強(qiáng)度的影響11:1時(shí)，制8.52MPa4:12.17MPa，說明氣孔的存在，減小了負(fù)載面積，簡(jiǎn)潔在氣孔四周造成應(yīng)力集中，材料的強(qiáng)度會(huì)隨著氣孔率的增大顯著降低。制品的微觀構(gòu)造分析料比為4:1的樣品進(jìn)展構(gòu)造分析。燒成后材料呈淺黃色，沒有明顯缺陷和大的氣孔?？妆诒∪缦s肉眼已無法推斷其厚度〔圖3a〕。孔洞與孔洞之間絕大多數(shù)互不連通，只有少數(shù)孔壁有孔，使相鄰孔但孔壁的分布格外均勻，材料組織構(gòu)造比較均勻。在光學(xué)顯微鏡最薄處200~300um，三孔交界處300 子顯微鏡下觀看〔圖3d〕，上晶粒細(xì)小，直徑在2~4um，結(jié)合嚴(yán)密，孔壁上還有一些封閉氣孔?？梢哉J(rèn)為這些氣孔應(yīng)當(dāng)是基質(zhì)中的結(jié)合劑燒失后留下的氣孔，在高溫下強(qiáng)化燒結(jié)并進(jìn)一步封閉形成的。材料具有低密度、高強(qiáng)度、低導(dǎo)熱的優(yōu)異性能。制品的物相分析60%20%~30%3%、5%~10%。樣品主晶相為莫來石〔80%〕，還含有少量的剛玉相〔15%〕，玻璃相很少〔5%左右〕。大量莫來石于使燒結(jié)后材料內(nèi)莫來石相和剛玉相形成高溫固相直接結(jié)合構(gòu)造，對(duì)提高材料的高溫強(qiáng)度格外有利。圖4 樣品的X射線衍射分析結(jié)果結(jié)論pH90.33%，這時(shí)料漿具有良好的