高铝多孔隔热耐火材料的制备及热导率研究

关键 词 ： 高铝 多孔 隔热 耐火材料 ； 导热 系数 ； 闭气孔 率 中图分类 号 ：Ｑ ７ Ｔ １５
文 献标 识码 ： Ａ
： ．５～１ ５的 比例混 合并 搅 拌 均 匀 ， 到泡 沫 泥 ． 得 冶金 、 水泥 、 汽车 、 建材等制造业是我 国支柱产 业 ， 我 泡沫 ＝１０ ２ 在 浆 。将制备好的泡沫泥浆注入 金属 模 中 ， 满后 用铝板 刮 注 国经济建设中 占重要地 位 。这些 行业节 能降 耗水平 ， 建 是 设成两型社会和实 现低 碳经 济的关 键。 目前 ， 些工业 都 这
流的方式在材 料里 传递 。 由于轻质 隔热材 料是 由至 少 两
窑炉的隔热材料 ， 以减 少炉体 的散 热损失 ， 约能源 ， 可 节 并
１５ ＂ ３ ０Ｃ的温度下保温 ４— ６小 时 ， 得到高 铝多孔 隔热耐火材 料制 品。
２ 检测指标及手段 ． 通过 ｘ一 线衍 射仪 （ ａ 、 射 Ｘ Ｄ） 光学 显微镜 确定 了试样
可 以减轻热工设备 的重 量 ， 高温工业 实现节 能 降耗 的关 是
平， 带模生坯 可先在低 温下 干燥 （ ｏ ） ４小 时 ， 后脱 模 ４℃ ２ 然
在进 行 干 燥 （ １＇ ） ２天 。最 后 ， 品 在 １０ ￣ ～ １０１ 约 ２ 制 ３０Ｃ
需使用多孔隔热耐火材料 ， 起到保温隔热的作用 ， 实现高温 工业节能 降耗 ¨＿Ｊ ３。多 孔 隔热 耐火 材料 的 特征 是气 孔 率 高， 一般为 ４ ％ ５ ， 有热 导率 低 、 火度 高 、 温性 ０ ％ 具 耐 高 能优 良（ 较好 的高温强度及热震稳 定性 ） 等特 点 ， 作工业 用
能。结果表 明： 随着造孔剂的增加 ， 材料 气孔 率的增加 ， 体积 密度 逐渐减 小 ， 材料 的 常温抗折 耐压强度 逐渐 降低 ，
热导 率减 小。同时随 着 温度 的升 高 ， 高铝 多孔 隔 热耐 火 材料 的导热 系数也 随之 升 高。 高温 下闭 口气孔 率从
８ ５ ％ 降 低 一 半 时 ， 热 导 率 降低 近 ３倍 ， 示 高温 下 闭 口气 孔 率 对 热 导 率 的 影 响 更 为 显 著 。 ．５ 其 显
高铝 多孔隔热耐火材 料的制备及源自导率研究 李 亚雄 ， 享成 ， 李 朱伯铨
（ 武汉科技大学 耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地， 湖北 武汉 ４ ０８ ） ３０ １
摘
要： 主要研 究 了一种高铝 多孔隔热耐 火材料 的制 备过程 、 显微结 构特征 、 气孔 率、 常温 强度及 导热 系数等 性
第３ ２卷 第 ８期
２ ０ ｌ２ 年 ８ 月
成
宁
学
院
学
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Ｖｏ ． ２， ． １３ Ｎｏ ８ Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｎｎ ｉｅｒ￣ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｎ ｉ ｇ Ｕｎｖ
文 章编号 ：０ ６— ３ ２ ２ １ ）８—０ ８ ０ １０ ５ ４ （０ ２ ０ １２— ２
图 １ 高铝 多孔 隔热耐火材料 的制备流 程
先按 比例制备泡沫泥浆 ， 中熟 料 ： 土 ＝６ ４ 其 粘 ： 。然后 将松香 （ １ ） Ｎ Ｏ ６ １ ） 水 （ ２ ９ ） ３ ％ ， ａ Ｈ（ ． ％ ， ６ ． ％ 的混 合 物 在 ７￣ ９￣ ０Ｃ－ ０Ｃ下加热 至全 部皂 化 ， 再分别 用盐水 和清 水洗 涤 并 澄清后 用 １０目筛过筛 ， ０ 同时加入木胶作为泡 沫固定剂 ， 搅拌均匀后 制备成一定容重 的泡沫状液体 。然后将泥浆 ：
本文研究了轻质高铝 隔热耐 火材料 的制备 、 物相组 成
及显微结构 ， 并研究 了强 度及热导率等性能。
一
、
实验 过 程
１试 样制备 ．
本次试 验 所 使 用 的 主 要 原 料 有 ： 铝 熟 料 （ １０ ： 高 Ａ２ ３
４ ％—６ ％ ） 粘 土 （ ｏ ８ ４ ， ３ ％＿３ ％ ） 莫 来 石 ， 晶 石 ， 屑 ５ ， 蓝 木 （＜１ ｍ） 松香皂 泡沫剂 ， ｍ ， 制备流程如 图 １ 所示。
第８ 期
李亚雄 ， 李享成， 朱伯铨
高铝 多孔隔热耐火材料的制备及热导率研 究
ｎ为常 数 ， 般 为 ４— ； 一 ７ ｏ 为没有气孔时的强度 ； ｒ 。
１３ ８
为 了进一 步分析试 样 中存 在 的物 相 ， 体 积密 度分别 对 为 ｏ ８／ ｒ ，． ／ ｒ ，．５ｇ ｅ ３的高铝多 孔耐 火材料 ．ｇ ｅ ３ １０ｇ ｅ ３ １４ ／ ｒ ａ ａ ａ 进 行偏光分析 ， 观察其显 微形态 ， ２ ０倍下 进行 观察 ， 在 ０ 其
结 果 如 图 ３所 示 。
当气孔率约 为 １％ 时 ， ０ 强度将 下降为没 有气孔时强 度 的一半。因此对于轻质耐火材料 ， 由于气孔率 高 ， 体积密 度
较低 ， 晶体之 间没 有形成 致 密 的连 接 ， 相对 于致 密耐 火材
料， 其耐压强 度低 ， 耐磨性能差 。 在轻质材料的应用过程 中， 热量将通过传导 、 辐射和对
键材料 ｊ 。
的显微结构 ， 通过阿基米德法测定试样 的气孔率 ， 通过液 压 机测定了试 样的强度 ， 试样 的热导率通过平板法测定 。
二、 结果 与讨论 １ 高铝多孔隔热耐火材料的物相分析 ． 在高铝多孔 耐火材 料上取样 ， 制成 细粉 ， 进行 Ｘ Ｄ 测 Ｒ 试， 结果如 图 ２所示 。
图 ２ 高铝多孔 隔热 耐火 材料的 Ｘ Ｄ图谱 Ｒ
从图 中看 ， 试样 中的主要物相为莫来石相 ， 同时 含有 一 定的刚主相和石英相 ， 而磷酸钙 相则 由结合 剂高 温演化 而
来。
｝ 收 稿 日期 ：０ ２—０ ２１ ５—１ ８
基金项 目： 国家 ９ ３计划 （０ ２ Ｂ ２ ７ ２ 和湖北 省 自然科 学基 金重点项 目（０ ０ Ｄ ０ ８ 资助 ７ ２ １Ｃ ７２ ０ ） ２ １Ｃ Ａ ２ ）