高铝多孔隔热耐火材料的制备及热导率研究

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耐火材料导热系数

耐火材料导热系数

q=cρdΔT
c:烟气平均比热 KJ/kg·k
ρ:烟气密度 kg/m3
d: 横截面所对应的窑长 m
ΔT:窑内最高温度 K
800 ℃时cρ=0.417 KJ/m3·k
900 ℃时cρ=0.388 KJ/m3·k
1000℃时cρ=0.3592 KJ/m3·k
1100℃时cρ=0.3400 KJ/m3·k
1200℃时cρ=0.3216 KJ/m3·k
1kg 25度水变成水蒸汽所需热量为2571.68kj 水在100度时汽化潜热为2256.68kj/kg 耐火材料应用参数×10-3t
陶瓷纤维的品种主要有:普通硅酸铝纤维、高铝硅酸铝纤维、硅酸铝纤维(含Cr2O3、ZrO2或B2O3)、多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维等。

近年来,国外已经成功开发出(或正在开发)一些新的陶瓷纤维品种,如:镁橄榄石纤维、陶瓷纤维(SiO2-CaO-MgO系和Al2O3-CaO系)等。

陶瓷纤维产品的形态主要有:陶瓷纤维棉、毡、毯、模块、纸、布、带、绳等。

耐火材料热导率计算公式

耐火材料热导率计算公式
1150
0.4
0.0815+0.221×10-3t
211
轻质硅砖
1550
1.2
0.465+0.465×10-3t
212
硅藻土砖
900
0.7
0.198+0.268×10-3t
213
硅藻土砖
900
0.6
0.145+0.314×10-3t
214
硅藻土砖
900
0.55
0.11+0.145×10-3t
215
硅藻土砖
306
耐火纤维浇注料
1320
0.81
0.1+0.148×10-3t
0.212+0.329×10-3t
206
轻质高铝砖
1450
0.5
0.182+0.2×10-3t
207
轻质粘土砖
1300-1400
1.3
0.407+0.35×10-3t
208
轻质粘土砖
1300
1
0.291+0.256×10-3t
209
轻质粘土砖
1250
0.8
0.262+0.232×10-3t
210
轻质粘土砖
111
镁铬砖
1750
2.95
2-0.349×10-3t
碳化硅制品
113
SiC50%
1400
2.2
5.23-1.28×10-3t
114
SiC 77%
1500
2.36
14.6-6.35×10-3t
115
SiC 90%
1600
2.48

高导热铝合金综述

高导热铝合金综述

高导热铝合金的一些理论与研究成果1. 金属的导热机理当材料的相邻区域存在温度差时,热量就会从高温区域经接触部位流向低温区域,产生热传导; 单位温度梯度下,单位时间内通过单位截面积的热量就称为热导率单位是W/m·K,式为热传递的表达公式;式中,S 为截面积,Q 为通过截面的能量,t 为时间,dx dt 代表在x 方向传的温度,负号表示热量传递方向和温度梯度方向相反;金属材料内有着大量的自由电子存在,自由电子可以在金属中快速运动,可以快速实现热量的传递,晶格振动是金属热传递的另一种方式,但相对自由电子传递方式来说处于次要地位;金属中的自由电子在运动过程中会受到热运动原子和晶格缺陷的影响,可以将受到的热阻分为两类:晶格振功产生的热阻和杂质缺陷产生的热阻;通常情况下,合金中的合金元素比较多,所以以杂质产生的缺陷热阻为主,合金热导率随温度升高而升高;金属热传导主要靠自由电子完成,因而金属的导电系数和导热系数有着必然联系,事实上,大多数金属的导热系数和导电系数存在一个定值,就是Wiedemann-Franz 定律39,可以用式表示 LT =δλ 式中,λ为导热系数,δ为导电系数,L 为洛伦兹常数,对于铝L =×10-8 WΩ·K,T 为绝对温度;由于热导率的测量比较复杂,测量结果准确度较差,而导电率的测量比较简单,Wiedemann-Franz 定律提供了一条测量热导率简便方法,可以通过测量导电率的间接测得热导率;2. 研究意义随着时代的发展与进步,人们对电脑等电子产品的要求与日俱增,电子产品的散热问题引起了人们的关注,目前的散热材料越来越很难满足散热要求,开发具有高强高导热的材料变得更加重要;铝具有密度小;耐腐蚀;易加工;导电和导热性好,仅次于Au 、Ag 和Cu ;铝硅合金含Si 量高,具有低熔点、耐蚀性好等特点,铝硅合金的优秀的铸造性、良好的加工性和耐热、耐磨的特性,使得铝硅合金具有非常广泛的应用;在含有Mg 、Cu 和Ni 的铝硅合金,热处理强化提高合金的性能;而且与金、银和铜相比,Al 还有着很好的性价比;因此,铝合金在高强高导热方向具有很好的发展前景;因此通过在铝硅合金熔炼,添加变质剂,合金元素,和热处理等工艺,以获得良好的导热性和力学性能的铸造铝硅合金,解决电子产品的散热问题,具有重要的理论意义和实际应用价值;3.前人研究成果从现有文献上显示,铝合金中在导热或导电方面研究比较多的Al-Mg-Si系合金;一般来说,合金元素的掺入会引起杂质缺陷,对自由电子运动产生阻力,会降低合金中的热导率;Si和Mg是Al-Mg-Si系合金中的主要元素,对6063的研究显示,当Mg含量较小时,合金的热导率较高而强度稍低,Mg/Si质量比较大时,过量的Mg不仅会削弱Mg2Si效果,且会溶入到铝基体中,使合金的导热率下降;合金元素由析出态变为固溶态时,会引起热导率变小;当Mg/Si的质量比在时,微量的过剩Si和Fe、Mn形成Al12FeMn3Si相弥散在铝基体中,减小了Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度,且不易形成粗大的Al9Fe2Si相,合金的热导率较高;当硅过剩量较多时,过剩的硅不仅固溶于铝基体中,容易和Fe形成Al9Fe2Si相,热导率降低;另外,添加%的稀土会使得合金热导率达到最高,加少或加多导电率会有所下;热处理对合金的强度和导热性有着重要影响,对Al-Mg-Si系合金进行均匀化处理,经过560℃6h均匀化处理后热导率最高,温度过低或过高都对降低热导率;均匀化处理能消除晶内偏析,强化相Mg2Si会溶入基体中,针状含Fe相会变为球化;担当温度过高时,基体中的溶质原子增加,晶粒发生粗化,导电率较低;Al-Mg-Si固溶处理时,固溶温度越高,热导率越低,而强度随温度增加而增加,到达最大值后随温度增加而降低;固溶温度越高,过剩相溶入越充分,而温度较低点会有部分相在晶界处不连续析出,对热传导有利,固溶温度最低点热导率最大;而强化相Mg2Si和合金元素最大限度溶入基体,且不发生过烧的温度,晶格畸变达到最大,强度最高;挤压Al-Mg-Si合金时效时,认为200℃温度最好;时效温度高,导热率随时效时间的增加而提高快,但时效时间过长时,因为部分强化相发生固溶而热导率降低;时效温度低,合金中的缺陷由于原子运动慢而得不到有效的修复;利用铝合金为基体,利用碳化硅,碳和金刚石增强的金属基复合材料,具有高参量增强材料,可以通过添加高热导率的组分增强热导率,以及可控制的热膨胀系数等特点44;在金刚石/Al复合材料中,Tan等通过溶胶-凝胶法,在金刚石上引入了一个200nm厚、呈树枝状的W纳米层,有效地提高了金刚石和Al间的界面粘结性和减小了边界热阻;使用具有W纳米层的金刚石颗粒,含50%体积量金刚石的真空热压铝复合材料,热导率提高21%以上,从496W/mK到599 W/mK;利用Tzou46等通过沉积技术,精选沉积条件,可以1050铝基板提高导热性,有效降低CPU散热器中挤压铝产生的热耗散威胁;高硅铝合金电子封装材料由于具有密度低、热膨胀系数小且可调、导热性好、以及较好的力学性能,可镀金、银、铜等,与基材可焊,具有加工性好、无毒等优良特点,符合电子封装技术朝小型化、轻量化、高密度组装化方向发展的要求;铝硅合金材料在电子封装材料方向具有良好的发展前景,受到越来越多人的重视,如航空航天和军事电子产品领域;英国的Osprey公司通过离子沉积与热等静压两种方法结合,研制出热膨胀可控的CE合金,其广泛应用于航天航空、军用电子产品的封装材料,是目前性能最成熟、市场占有率最高的硅铝合金电子封装材料;。

高铝浇注料的导热系数

高铝浇注料的导热系数

高铝浇注料的导热系数
高铝浇注料是一种常用的耐火材料,用于高温环境中的建筑和工业设备。

其中,导热系数是一个重要的物理性质,它能够描述材料传热的能力。

导热系数越大,材料的传热效率就越高。

高铝浇注料的导热系数与其材料成分、制备工艺、密度等因素密切相关。

通常情况下,高铝浇注料的导热系数在0.8~1.5 W/(m·K)之间。

这意味着,即使在高温环境下,高铝浇注料也能够快速传递热量,保证设备的正常运行。

为了提高高铝浇注料的导热系数,可以采用以下方法:
1. 选择合适的原材料,如高纯度的铝氧化物、硅氧化物和氧化镁等。

这些原材料具有良好的导热性能,可以提高高铝浇注料的导热系数。

2. 优化制备工艺,如提高烧结温度、延长烧结时间。

这可以促进材料的结晶和晶界结合,增强导热性能。

3. 控制材料密度,使其在保证强度的前提下尽量降低。

因为密度越小,材料内部空隙越多,热量传递的阻力就越小。

在实际应用中,要根据具体的工艺要求和环境条件,选择合适的高铝浇注料,并在制备过程中注重导热系数的控制。

这有助于提高设备的热效率,延长使用寿命。

- 1 -。

多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法

多孔陶瓷热导率的影响因素及其有效热导率的数值计算方法
例如,Haggerty[9]通过理论计算得到( - Si3 N4 陶瓷的热导率可达 200 ~ 320 W / m·K,但直到 20 世纪 90 年代中期,氮化硅陶瓷在室温下的热导 率均较低,仅为 100 ~ 155 W / m · K[10 - 12],这主 要是由于传统的烧结方法不可避免地在陶瓷中 形成缺陷或晶界玻璃相,而这些缺陷和晶界玻璃 相的存在引起声子散射,从而大幅降低了材料的 热导率。
则晶格上各质点是按各自的频率独立地作简谐 振动。也就 是 说,格 波 间 没 有 相 互 作 用,各 种 频 率的声子 间 不 相 互 干 扰,没 有 声 子 - 声 子 的 碰 撞,没有能量转移,声子在晶格中是畅通无阻的, 此时晶体中的热阻为零,热量以声子的速度在晶 体中传递。然而,实际上晶格热振动并非是线性 的,晶格间 有 着 一 定 的 耦 合 作 用,声 子 间 会 产 生 碰撞使声子的平均自由程减小。格波间相互作 用愈强,声 子 间 碰 撞 几 率 愈 大,相 应 的 平 均 自 由 程愈小,热导率愈低。此外,晶体中的各种缺陷、 杂质以及晶粒界面都会引起格波的散射,从而降 低热导率。
2 Scheffler M,Colombo P. Cellular Ceramics - Structure,Manufacturing,Properties and Applications. Wiley - VCH,Weinheim, 2005. 342 - 360,401 - 620.
3 鞠银燕,宋士华,陈晓峰. 多孔陶瓷的制备、应用及其研究进 展. 硅酸盐通报. 2007,26( 5) ,969 - 974.
合适的模型。虽然公式( 4) ,( 8) 所示的五种模型
已基本概况了目前所有多孔陶瓷呈现出的显微
结构,但实际进行计算时这五种模型仍然显得粗 糙,或者说它仅仅只界定了多孔陶瓷热导率可能 存在的范围,如果要精确预测多孔陶瓷的热导率 还有待进一步研究。

耐火材料制备工艺

耐火材料制备工艺

耐火材料制备工艺,(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--耐火材料制备原理及工艺摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃,有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。

其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。

其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料,以及工业用高温容器和部件的材料,并能承受相应的物理化学变化及机械作用。

主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域,在冶金工业中用量最大,占总产量的50%~60%。

耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。

中国耐火材料的发展历史悠久,具有了较为完整的生产工艺,其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料,但依然存在各种缺点和不足。

关键词耐火材料分类,原理工艺,前景前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。

一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品,耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度,它标志材料抵抗高温作用的性能,是高温技术的基础材料。

没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热,没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。

随着现代工业技术的发展,不但对耐火材料质量要求越来越高,对耐火材料有特殊要求的品种越来越多,形状越来越复杂。

其成产流程大多如图1-1。

图1-1耐火材料的生产流程[1]1耐火材料的分类和性能要求1.1分类按组成来分耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。

按工艺方法来划分可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。

根据耐火度来分可分为普通耐火材料制品,其耐火度为1580℃ ~1770℃;高级耐火材料制品,其耐火度为1770℃~2000℃;特级耐火材料制品。

耐火和隔热材料的热导率.

耐火和隔热材料的热导率.

现将从样本、合同附件以及书中收集到的热导率数据拟合成回归式,列举于下,供计算时参照使用,总计共311项。

来自<陶瓷纤维耐火材料的施工>,苏启昕译,146页附图,小计共33项。

λ=λ=Super HT MOR1800 1800+0.00040t kcal/mh℃W/MkSuper HT MOR1700 1700+0.00040t kcal/mh℃W/mKSuper HT MOR1650 1650+0.00030t kcal/mh℃W/mKSuper HT MOR1600 1550 kcal/mh℃W/mKSuper HT MOR1500 1450 kcal/mh℃+0.000465t W/mK耐火浇注料PC #40 1800 kcal/mh℃PC #38 1750 W/mK PC Chrome 1500kcal/mh℃W/mK PC #36 170070%Al O 2.35-2.5t/m3 kcal/mh℃PC #488 120071%Al2O3 2.4-2.55t/m W/mK PC KL Mix 165056%Al O 2.15-2.25 kcal/mh℃PC #34 1650PC #33 1580PC #31 1540 W/mK PC#31 Trowl 1540Tuff Mix A 1420PC Mix D 1400PC TuFF Mix 1320PC #0702 165047%Al3 2.1-2.25t/PC #27 13703 kcal/mh℃PC Hydro Mix 1370PC Trowl Mix 1350 W/Mk PC Petro Mix 1370PC #652 1000低水泥耐火浇注料PLCAST #0732 1700℃74%Al2O3 2.65-2.8t/m3λ=0.89+0.0003t kcal/mh℃11%SiO2λ=1.035+0.000349t W/mK PLCAST #0759 1700℃74%Al2O3 2.6-2.75t/m3λ=0.87+0.0004t kcal/mh℃21%SiO2λ=1.012+0.000465t W/mK PLCAST #0702 1650℃47%Al2O3 2.1-2.25t/m3λ=0.46+0.0003t kcal/mh℃47%SiO2λ=0.535+0.000349t W/mK PLCAST #0739 1550℃37%Al2O3 2.0-2.15t/m3λ=0.46+0.0003t kcal/mh℃53%SiO2λ=0.535+0.000349t W/mK PLCAST #0719 1700℃74%Al2O3 1.4-1.55t/m3λ=0.45+0.0001t kcal/mh℃20%SiO2λ=0.523+0.000116t W/mK PLCAST #0852 1600℃47%Al2O3 1.37t/m3λ=0.42+0.00008t kcal/mh℃45%SiO2λ=0.488+0.0000931t W/mK隔热浇注料PC LWI-606 1700 kcal/mh℃W/mK PC LWI-3241350 kcal/mh℃W/mK PC LWI-26 1400 kcal/mh℃PC LWI-24A 1350 W/mK PC TuffLite 1320PC LWI-24 1350kcal/mh℃PC LWI-24 Trowl 1350 W/mK PC LWI-22 1200 kcal/mh℃PC LWI-22 Trowl 1200 1.0-1.25t/ W/mK PC LWI-20S 1100kcal/mh℃W/Mk PC LWI-20 1100kcal/mh℃W/mK PC LWI-20A 110050%Al O0.9-1.00t/m3kcal/mh℃W/mK PC Verilite ……0.75-.85t/m3kcal/mh℃PC Verilite S 10000.75-.85t/ W/mK PC Airlite Trowl 3kcal/mh℃W/mK PC Astrolite 800 kcal/mh℃W/mK 喷涂浇注料PG #95S 1920℃94%Al2O3 2.95-3.05 λ=1.15+0.00030t kcal/mh℃PG #90S 1870℃90%Al2O3 2.95-3.05 λ=1.3375+0.0003489t W/mK PG #80 1600℃78%Al2O3 2.40-2.6t/m3λ=0.68+0.00034t kcal/mh℃λ=0.7908+0.0003954t W/mK PG #48 1700℃46%Al2O3 1.95-2.1t/m3λ=0.60+0.00020t kcal/mh℃PG KL Mix 1600℃52%Al2O3 2.15-2.6t/m3λ=0.6978+0.0002326t W/mK PG #611 1500℃51%Al2O3 1.95-2.2t/m3λ=0.50+0.00028t kcal/mh℃PG #613 1400℃53%Al2O3 1.95-2.05PG BF Mix 1300℃36%Al2O3 1.95-2.2t/m3λ=0.5815+0.0003256t W/mK PC Tuff Mix D 1400℃36%Al2O3 1.95-2.2t/m3PC Tuff Mix 1320℃40%Al2O3 1.95-2.2t/m3PG#612 1300℃38%Al2O3 1.95-2.15 λ=0.46+0.00026t kcal/mh℃ Mix #617 1350℃40%Al2O3 1.95-2.25PG#652 1000℃…… 2.0-2.2t/m3λ=0.5350+0.0003024t W/mK PC PetroMix 1370℃34%Al2O3 1.95-2.25喷涂隔热浇注料PC LWI-26 1400℃43%Al2O3 1.42-1.57 λ=0.35+0.00010t kcal/mh℃PC LWI-24A 1350℃42%Al2O3 1.35-1.55 λ=0.4071+0.0001163t W/mK PC LWI-24 1350℃32%Al2O3 1.37-1.53 λ=0.30+0.00010t kcal/mh℃PC TuffLite 1320℃30%Al2O3 1.42-1.58Mix#677 1400℃43%Al2O3 1.42-1.55 λ=0.3489+0.0001163t W/mK1.05-1.2t/31.0-1.15t/3820-980 1.0-1.15t/3.0-3.15t/2.9-3.05t/2.8-2.90t/380%Al2O3 2.75-2.8580%Al O 2.55-2.7t/m380%Al2O3 2.7-2.8t/m75%Al O 2.55-2.7t/m32.5-2.65t/来自德国高斯勒热陶瓷有限公司上海办事处的样本(小计共68项):HT,HT-G,2400不属于高强度致密浇注料;其他都属于高强度致密浇注料。

385文字材料

385文字材料

2014中国“华为杯”大学生新材料创新设计大赛注册编号:385 Al2O3-SiC-C材料中碳晶须的原位生长及性能优化研究李享成李亚雄胡耀升朱伯铨(武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081)1 研究背景及意义用于铁水系统的Al2O3-SiC-C浇注料的损毁主要来源于热循环剥落和侵蚀,通过对浇注料基质结构的控制,特别是服役过程中晶须的原位形成,可提高材料断裂韧性,改善材料的热震稳定性,并提高其抗侵蚀性。

以电熔棕刚玉、碳化硅、球状沥青为主要原料,以硅微粉和铝酸钙水泥为结合剂,辅以金属抗氧化剂和催化剂等,采用浇注成型制备了Al2O3-SiC-C浇注料。

本研究旨在通过Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料中碳晶须的原位生成,实现对浇注料的增强和增韧,提高浇注料的高温性能。

2 研究内容2.1 显微结构分析对样品在空气气氛下1500℃煅烧三小时后进行XL30W/TMP扫描电子显微镜(scanning electronmicroscope,SEM)观察,结果如图1所示。

可以看出:没加催化剂的样品A(图1a所示)无晶须状物质生成。

而添加催化剂的样品B(图1b所示),基质中有大量的晶须长出,长度在几微米到几十微米之间,这些晶须填充在骨料颗粒与基质之间,以及气孔中,具有良好的均匀分散性。

经能谱分析判断样品B中原位形成的晶须为碳晶须。

(a) Sample A (b) Sample B图1 样品A、B经1500℃×3h热处理后SEM照片为进一步探讨含催化剂的样品B中碳晶须的形成机理,将样品B分别在空气气氛下700℃、900℃和1100℃煅烧三小时后进行SEM观察,结果如图2所示。

可以看出:加入催化剂的样品B在700℃时无晶须生成,球形催化剂依附在基质上;在900℃时有少量短的碳晶须从球形催化剂表面生成,长度在几十个纳米左右;在1100℃时有大量的细长的碳晶须生成,长度在1μm左右。

以上说明碳晶须的生长温度在约900℃左右,随着温度的升高,碳晶须逐渐变长且直径增大,发育趋于完整。

高铝质隔热耐火砖的导热机理及影响因素分析

高铝质隔热耐火砖的导热机理及影响因素分析

高铝质隔热耐火砖的导热机理及影响因素分析高铝质隔热耐火砖是一种常见的耐火材料,由于其良好的导热性能,被广泛应用于高温环境中的热工设备。

本文将对高铝质隔热耐火砖的导热机理及影响因素进行分析,以便全面了解该材料的导热性能。

首先,我们来探讨高铝质隔热耐火砖的导热机理。

高铝质耐火砖的导热主要是通过晶格热传导和非晶态热传导来实现的。

在晶格热传导中,高铝质耐火砖的晶格结构使得其具有较低的热传导系数。

由于高铝质耐火砖中含有较多的高熔点的组分,这些组分的晶格结构可以有效地抑制热传导。

此外,晶格的缺陷、晶格振动和晶界都会对热传导产生一定的影响。

非晶态热传导是高铝质耐火砖中气体、液体和固体之间的热传导。

气体、液体和固体之间通过碰撞或传热介质进行能量交换,从而实现热传导。

其次,我们将分析影响高铝质隔热耐火砖导热性能的因素。

首先,材料的组成成分对其导热性能有重要影响。

例如,高铝质耐火砖中高铝的含量越高,晶格热传导的抑制效果越好,从而导致较低的导热系数。

其次,材料的密度和孔隙率也会影响导热性能。

通常情况下,密度越高,孔隙率越低,热传导越差。

此外,材料的晶体结构对导热性能也有影响。

颗粒的大小、晶粒的取向和晶界的结构会影响材料的导热性能。

而且,在高温环境下,高铝质隔热耐火砖还会发生相变和烧结等过程,这些过程也会影响导热性能。

此外,环境因素也会对高铝质隔热耐火砖的导热性能产生影响。

温度是最主要的影响因素之一。

随着温度的升高,材料内部的热运动加剧,热传导也会增大。

另外,湿度对导热性能也有一定影响。

在高温高湿度环境中,由于水分的存在,会造成绝热材料的导热性能下降。

此外,热辐射对导热性能也有影响。

热辐射是通过热波的方式传递热量,当热辐射能够穿透材料时,导热性能会受到热辐射的影响。

综上所述,高铝质隔热耐火砖的导热机理主要包括晶格热传导和非晶态热传导,其中材料的组成成分、密度和孔隙率、晶体结构等因素会对导热性能产生影响。

此外,环境因素如温度、湿度和热辐射等也会对导热性能产生一定影响。

高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性研究

高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性研究

高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性研究摘要:高铝质隔热耐火砖是一种被广泛应用于高温工业领域的重要材料。

本文通过研究高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性,旨在了解其在高温环境下的热辐射特点。

实验结果表明,高铝质隔热耐火砖在红外波段具有较高的辐射率,能够有效地吸收和辐射热能,具有良好的隔热性能。

本文对高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性进行了详细分析,并提出了优化材料设计和应用的建议。

1. 引言高铝质隔热耐火砖是一种由高铝氧化铝为主要成分制成的耐火材料,具有良好的抗高温性能和耐火性能。

它被广泛应用于冶金、化工、电力等高温工业领域。

在高温环境下,热辐射是能量传递的重要方式之一。

因此,了解高铝质隔热耐火砖的红外辐射特性对于优化设计和应用具有重要意义。

2. 方法本研究采用红外辐射测量仪器对高铝质隔热耐火砖的辐射特性进行了测试。

实验中,将高铝质隔热耐火砖样品暴露于高温环境中,并测量其在不同温度下的红外辐射率。

同时,通过热像仪观察,记录高铝质隔热耐火砖的辐射图像,以进一步研究其辐射特性。

3. 结果与讨论本研究发现,高铝质隔热耐火砖在红外波段具有较高的辐射率。

随着温度的升高,高铝质隔热耐火砖的辐射率有所增加,表明其能够更好地吸收和辐射热能。

此外,研究还发现高铝质隔热耐火砖的辐射图像呈现出较为均匀的分布,表明其具有较好的热辐射性能。

这些结果说明高铝质隔热耐火砖能够有效地阻止热能的传递,具有良好的隔热性能。

4. 影响因素分析本文进一步分析了影响高铝质隔热耐火砖红外辐射特性的因素。

实验结果表明,高铝质隔热耐火砖的辐射特性受样品温度、材料成分和表面处理等因素的影响。

随着温度的升高,辐射率增加的速度逐渐减缓,说明温度对高铝质隔热耐火砖的辐射特性影响逐渐减弱。

而材料成分和表面处理则会对高铝质隔热耐火砖的辐射特性产生较大的影响,例如氧化铝含量的增加会使辐射率升高。

5. 优化材料设计与应用建议基于对高铝质隔热耐火砖红外辐射特性的研究,本文提出了优化材料设计和应用的建议。

高铝质隔热耐火砖的导热性能测试和分析

高铝质隔热耐火砖的导热性能测试和分析

高铝质隔热耐火砖的导热性能测试和分析隔热耐火砖是一种用于高温环境下的耐火材料,具有较好的绝热性能。

其中,高铝质隔热耐火砖是一种常用的材料,被广泛应用在冶金、化工、建材、电力等行业中。

对于这种材料的导热性能进行测试和分析,有助于了解材料的绝热性能,从而更好地应用于实际生产中。

一、导热性能测试方法导热性能是衡量材料绝热性能的指标,常用的测试方法有热导率测试和热传导系数测试。

这两种方法可以配合使用,互相验证结果的准确性。

1. 热导率测试热导率测试是通过测量材料单位厚度上单位温度梯度下的热流量来确定材料的导热性能。

具体的测试设备是热导仪,测试时需要将高铝质隔热耐火砖切割成标准尺寸,并保持常温条件下的端头温度差,在一定的时间内记录热导率数据。

通过多次测试取平均值,可以得出该材料的热导率。

2. 热传导系数测试热传导系数测试是通过测量材料在非稳态热传导条件下的温度变化来确定材料的导热性能。

测试时需要将高铝质隔热耐火砖切割成不同厚度的试样,并将试样两侧的温差保持在一定范围内,通过测量试样不同位置的温度变化来计算热传导系数。

二、导热性能分析高铝质隔热耐火砖的导热性能测试结果可以提供以下方面的分析:1. 导热性能与温度的关系通过在不同温度下进行导热性能测试,可以研究高铝质隔热耐火砖的导热性能与温度的关系。

一般来说,随着温度的升高,材料的导热性能也会增加。

通过分析导热性能与温度的关系,可以预测材料在高温环境下的绝热性能。

2. 导热性能与厚度的关系不同厚度的高铝质隔热耐火砖具有不同的导热性能。

通过在不同厚度下进行热传导系数测试,可以研究材料的导热性能与厚度的关系。

一般来说,随着厚度的增加,材料的导热性能降低,从而提高了材料的绝热性能。

3. 不同成分对导热性能的影响高铝质隔热耐火砖中的成分对导热性能有重要影响。

通过对不同成分进行单一成分测试,可以分析不同成分对导热性能的影响。

例如,通过测试纯高铝质隔热耐火砖和添加其他元素的高铝质隔热耐火砖,可以比较不同成分对导热性能的影响程度。

75高铝砖热导率

75高铝砖热导率

75高铝砖热导率【原创实用版】目录1.75 高铝砖的简介2.75 高铝砖的热导率3.75 高铝砖的应用领域4.75 高铝砖的优点5.75 高铝砖的局限性正文【75 高铝砖的简介】75 高铝砖是一种以氧化铝为主要成分的耐火材料,它的氧化铝含量在 75% 左右,因此得名 75 高铝砖。

由于其高含量的氧化铝,使得它具有优良的耐火性能、热稳定性和化学稳定性。

【75 高铝砖的热导率】75 高铝砖的热导率是衡量其导热性能的一个重要指标。

热导率越大,表示材料的导热性能越好。

根据相关数据,75 高铝砖的热导率在0.8-1.2W/(m·K) 之间,这使得 75 高铝砖在高温环境下具有良好的隔热性能。

【75 高铝砖的应用领域】由于 75 高铝砖的优良性能,使其在许多高温工业领域都有广泛的应用。

如钢铁、有色金属、石油化工、建材等行业的热工设备、高温炉、窑炉等都常使用 75 高铝砖作为耐火材料。

【75 高铝砖的优点】75 高铝砖具有以下优点:1.高热稳定性:由于其高含量的氧化铝,使得 75 高铝砖在高温下具有优良的热稳定性。

2.优良的耐火性能:75 高铝砖具有很高的熔点,使其在高温下不易熔化,从而保证了设备的安全运行。

3.良好的化学稳定性:75 高铝砖对大多数酸、碱、盐等化学物质具有较好的抵抗能力。

【75 高铝砖的局限性】尽管 75 高铝砖具有许多优点,但也存在一些局限性:1.价格较高:由于其生产工艺较为复杂,原料成本较高,导致 75 高铝砖的价格相对较高。

2.加工困难:75 高铝砖的硬度较高,加工难度大,需要专门的加工设备和工艺。

高铝质隔热耐火砖的高温导热系数与热膨胀系数关系分析

高铝质隔热耐火砖的高温导热系数与热膨胀系数关系分析

高铝质隔热耐火砖的高温导热系数与热膨胀系数关系分析高铝质隔热耐火砖是一种常用于高温工程中的耐火材料,具有优异的隔热性能和耐火性能。

在高温环境下,材料的导热性能和热膨胀系数对其性能起着重要影响。

因此,进行高铝质隔热耐火砖的高温导热系数与热膨胀系数关系的分析对于材料的应用和性能提升具有重要意义。

首先,我们来了解高温导热系数的概念和作用。

高温导热系数是指材料在高温条件下传导热量的能力,通常用单位面积上单位时间内的热量传导量来表示。

对于高铝质隔热耐火砖而言,较低的导热系数意味着材料具有较好的隔热性能,能够有效减少热量的传导和散失,从而提高材料的绝热性能。

其次,我们需要了解热膨胀系数的概念和作用。

热膨胀系数是指材料在温度变化时其体积或尺寸线性变化的比例系数。

在高温环境中,高铝质隔热耐火砖会因为受热膨胀而发生尺寸变化,这种变化可能引起材料的开裂或脱落,从而影响材料的耐火性能和使用寿命。

因此,热膨胀系数较小的高铝质隔热耐火砖能够减小在温度变化时的尺寸变化,提高材料的耐久性。

高铝质隔热耐火砖的高温导热系数与热膨胀系数之间存在一定的关系。

一般来说,高温导热系数与热膨胀系数呈正相关关系,即高温导热系数较大的材料往往热膨胀系数也较大。

这是因为导热性能与材料的原子或分子间的相互作用密切相关,而相互作用力较强的材料往往也具有较大的热膨胀系数。

然而,并非所有情况下都存在这种关系,因为材料的结构、组分等因素也会影响材料的导热性能和热膨胀系数。

在实际应用中,我们需要综合考虑高铝质隔热耐火砖的高温导热系数和热膨胀系数,并根据具体环境和工程要求选择合适的材料。

如果要求材料具有较高的隔热性能,那么我们需要选择导热系数较低的材料,以减少热量的传导和散失。

如果要求材料具有较好的耐火性能,那么我们需要选择热膨胀系数较小的材料,以减小材料在温度变化时的尺寸变化。

此外,还有一些其他因素也会影响高铝质隔热耐火砖的性能,如材料的密度、孔隙率、化学成分等。

高铝质隔热耐火砖的胶结剂选择和性能优化

高铝质隔热耐火砖的胶结剂选择和性能优化

高铝质隔热耐火砖的胶结剂选择和性能优化隔热耐火砖作为一种常见的耐高温材料,在工业生产和建筑领域中发挥着重要的作用。

而高铝质隔热耐火砖作为其中一种常见类型,具有较高的耐火性能和隔热效果,广泛应用于高温场所。

在制备过程中,胶结剂的选择和性能优化对于高铝质隔热耐火砖的性能具有重要影响。

本文将探讨高铝质隔热耐火砖的胶结剂选择和性能优化的相关问题。

一、胶结剂的选择1.硅酸盐胶结剂硅酸盐胶结剂是一种常见的胶结剂,广泛应用于隔热耐火材料的制备中。

硅酸盐胶结剂具有良好的耐火性能和隔热性能,在高温环境下仍能保持较好的强度。

此外,硅酸盐胶结剂也具有一定的粘结和润湿性能,能够有效地减少材料的开裂和气孔率,提高砖块的整体性能。

2.氧化铝胶结剂氧化铝胶结剂是另一种常见的胶结剂,适用于高铝质隔热耐火砖的制备。

氧化铝胶结剂具有较高的耐火性能和抗渣渗性能,能够有效地抵抗高温和腐蚀性气体的侵蚀。

此外,氧化铝胶结剂的加入还能够提高材料的强度和稳定性,使其在高温环境下保持较好的物理和化学性能。

3.磷酸盐胶结剂磷酸盐胶结剂是一种耐火性能较好的胶结剂,能够提高高铝质隔热耐火砖的抗压强度和热震稳定性。

磷酸盐胶结剂具有较低的烧失量和剥离率,能够在高温环境下形成致密的结合相,提高砖块的整体性能。

此外,磷酸盐胶结剂还能够降低砖块的热导率和线膨胀系数,提高隔热效果。

二、性能优化1.控制配方比例在制备高铝质隔热耐火砖时,需要合理控制配方中胶结剂的比例。

过度添加胶结剂会导致材料的粘度过高,不利于砖块的成型和烧结,同时还会增加材料的热导率和密度,降低隔热效果。

因此,需要通过实验和测试选择合适的胶结剂配比,使砖块在保持一定强度的同时,具备良好的隔热性能。

2.优化烧结工艺烧结工艺对于高铝质隔热耐火砖的性能也具有重要影响。

在烧结过程中,需要合理控制烧结温度、烧结时间和冷却速率等因素,以实现材料的致密结合和颗粒的成长。

合适的烧结工艺能够提高砖块的强度和稳定性,同时降低材料的热导率和气孔率,提高隔热效果。

隔热耐火浇注料导热系数

隔热耐火浇注料导热系数

隔热耐火浇注料导热系数1. 引言隔热耐火浇注料是一种常用于高温工业设备和建筑物中的材料,它能够有效地隔离高温环境,保护设备和建筑物的安全。

在选择隔热耐火浇注料时,导热系数是一个重要的指标,它决定了材料的隔热性能。

本文将详细介绍隔热耐火浇注料导热系数的相关知识。

2. 导热系数的定义导热系数,也称为热传导系数,是一个材料的热导性能的量度。

它表示单位面积上的单位厚度的材料在单位温度梯度下的热量传导率。

导热系数越小,说明材料的隔热性能越好。

3. 隔热耐火浇注料的导热系数影响因素隔热耐火浇注料的导热系数受到多个因素的影响,主要包括以下几个方面:3.1 材料成分隔热耐火浇注料的成分对导热系数有着直接的影响。

一般来说,含有高比例的隔热材料(如珍珠岩、膨胀蛭石等)的浇注料导热系数较低,而含有高比例的导热材料(如金刚石、石英等)的浇注料导热系数较高。

3.2 结构形态隔热耐火浇注料的结构形态也会对导热系数产生影响。

一般来说,材料的孔隙率越低,导热系数越低。

因此,通过控制材料的结构形态,可以有效地改善导热性能。

3.3 密度隔热耐火浇注料的密度也会对导热系数产生影响。

密度越大,导热系数越小。

因此,在制备隔热耐火浇注料时,可以通过控制材料的密度来调节导热性能。

3.4 温度温度是影响隔热耐火浇注料导热系数的重要因素。

一般来说,随着温度的升高,导热系数也会增大。

因此,在高温环境下使用的隔热耐火浇注料需要具备更低的导热系数。

4. 导热系数的测试方法为了准确地测定隔热耐火浇注料的导热系数,常用的测试方法包括以下几种:4.1 平板法平板法是一种常用的测定材料导热系数的方法。

该方法通过将样品放置在两个温度不同的平板之间,测量平板之间的温度差和热流量,从而计算出导热系数。

4.2 比热法比热法是一种间接测定导热系数的方法。

该方法通过测量样品的比热容和热传导时间,计算出导热系数。

4.3 热流法热流法是一种直接测定导热系数的方法。

该方法通过将样品放置在一个恒定温度的热源上,测量样品表面的温度分布和热流量,从而计算出导热系数。

高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性测试和评估

高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性测试和评估

高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性测试和评估隔热耐火材料在工业领域中扮演着重要的角色,尤其是高温环境下的工艺设备。

其中,高铝质隔热耐火砖以其优异的高温性能和耐火性能而备受青睐。

然而,隔热耐火砖在实际工作环境中经常受到磁力震动的影响,其抗磁力震动特性对于其使用寿命和安全性具有重要意义。

因此,本文将对高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性进行测试和评估。

首先,我们需要明确抗磁力震动测试的目的和流程。

抗磁力震动测试旨在模拟隔热耐火砖在工作环境中所受到的磁力震动,检测其在这种力量下的表现。

测试过程包括制备试样、测试设备设置、测试参数确定、测试执行和数据分析等步骤。

在制备试样时,我们应选择具有代表性的高铝质隔热耐火砖,保证试样的一致性和可比性。

试样的尺寸和形状应符合相关标准和要求。

为了提高测试的准确性,我们可以选择多个试样进行平均取值。

测试设备的设置是测试过程中的关键环节。

我们需要选择合适的设备来模拟磁力震动,其中包括震动台、传感器、数据采集系统等。

震动台应具备一定的频率和加速度范围,能够满足测试要求。

测试参数的确定是测试过程中另一个重要的步骤。

我们应该根据实际工作环境中的磁力震动特点,设置合适的频率和加速度参数。

同时,经验表明,不同频率下的磁力震动对高铝质隔热耐火砖的性能影响可能不同,因此我们可以选择多个频率进行测试,并综合评估其抗磁力震动特性。

测试执行是整个过程中的关键环节。

我们需要按照确定的测试参数,将试样安装在震动台上,并设置好传感器和数据采集系统。

然后,启动震动台,进行磁力震动测试。

测试完成后,将采集到的数据进行记录和处理。

数据的分析和评估是测试过程的最终目的。

通过分析采集的数据,我们可以评估高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性。

评估的指标可以包括砖体的表面裂纹、弯曲变形、崩落或脱落等。

根据评估结果,我们可以得出高铝质隔热耐火砖在磁力震动环境下的表现,并进一步改进设计和制造工艺,提高其抗磁力震动能力。

总结而言,高铝质隔热耐火砖的抗磁力震动特性测试和评估对于确保其在高温环境下的安全和可靠运行具有重要意义。

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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

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





. . . . . .

....— —
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。


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 )
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