水泥窑过渡带用低导热多层复合砖研究(Ⅰ):多层复合结构的设计

为减少水泥窑的过度散热和安全运行隐患,采用工作层(硅莫砖,厚0.140 m)、保温层(轻质莫来石,厚0.035 m)、隔热层(含ZrO_2的陶瓷纤维板,厚0.025 m)的3层复合设计方法,研究了低导热多层复合砖的保温层的结合界面方式和受力分析,并计算了该复合砖的综合热导率。结果表明:多层复合砖的工作层和保温层的结合界面采用正弦曲面结合方式,保温层和隔热层的结合界面采用135°坡形结合方式的设计,可使复合砖中间层(保温层)的应力集中较少;多层复合砖的综合热导率由原来使用非复合砖(即硅莫砖)的2.74 W·m~(-1)·K~(-1)降低到1.50 W·m~(-1)·K~(-1)。将该多层复合砖实际应用于水泥窑过渡带时,使水泥窑筒体外壳温度比采用非复合砖的降低了50~70℃。     

CNTs/TDE85环氧复合材料的热物理和力学性能

将功能化碳纳米管(CNTs)通过超声和离心分散方法添加到TDE85环氧树脂中,制备出了CNTs质量含量不同的CNTs/TDE85复合材料;开展了CNTs含量对其电导率、热导率以及力学性能影响规律的实验研究;同时还采用DM软件对该复合材料的电导率和热导率进行了预测分析。结果表明,CNTs/TDE85复合材料电导率与热导率对应CNTs含量的渗流阈值均为0.2wt%左右,当CNTs含量为0.5wt%,相比纯环氧试样,电导率提高了6个数量级,热导率从0.180W·(m·K)-1提高到了0.211W·(m·K)-1;CNTs含量为0.2%~2%的试样其电导率为10-7~10-5S·cm-1数量级,均具有良好的抗静电能力。CNTs在复合材料中的有效长径比在10~100,与实验结果吻合。添加0.5wt%含量CNTs时,玻璃化转变温度(Tg)、弯曲强度和模量分别提高了约6%、47%和5%。     

生产热风炉用硅质格子砖装车方法的改进

生产热风炉用硅质格子砖时,改变以往格子砖与其它砖型混装的装车方法,将其集中装于所选隧道窑窑车的二步炕部位,并对放砖方法进行了改进,不仅提高了格子砖的成品合格率,而且确保了其它砖型的成品率不受影响。     

高炉热风炉用含镁橄榄石制品

近25年中,在重新建设的、改建的和修理的高炉热风炉高温区,其中包括砖格子,基本上都是使用硅质制品。在采用硅质制品的情况下,必然会增大热风炉的总热容量,可以将鼓风的预热温度提高到1200℃～1300℃(在炉顶温度为1550℃的条件下,即在热风炉中     

PBT/CF导热复合材料的制备与研究

为了提高聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的热导率,采用碳纤维(CF)作为导热填料,制备了PBT/CF复合材料,并研究了复合材料的热导率和力学性能等。结果表明,CF的加入能够显著提高PBT/CF复合材料的热导率,且热导率具有方向性,PBT/CF复合材料层内方向的热导率高于层间方向的热导率;当CF用量为50份时,PBT/CF复合材料的层内热导率和层间热导率分别为1.034 W/(m·K)和0.635 W/(m·K),相比于纯PBT的0.237 W/(m·K),分别提高了336%和168%;随CF用量的增加,复合材料的拉伸强度呈现先上升后降低的趋势,当CF用量为20份时,复合材料的拉伸强度达到最大值,为91.5 MPa,断裂伸长率逐渐降低;Lewis-Nielsen模型对PBT/CF复合材料热导率的模拟效果较好,可以预测不同CF用量时复合材料的热导率。     

PDMS/SCF导热复合材料制备工艺对导热性能的影响

采用SCFNA法(即空间限域强制组装法),制备碳纤维质量分数为30%的PDMS/SCF复合材料,并探究了在制备PDMS/SCF导热复合材料过程中,基体与填料混合工艺以及压印过程中的温度对复合材料制品导热性能的影响。研究结果表明,在复合材料制品厚度不变的前提下,当混合转速为2 000 r/min时,随着混合时间由10 min缩短至2 min,复合材料制品的热导率由10.314 W/(m·K)提高至11.188 W/(m·K),提高了8.474%。当混合时间为3 min时,随着混合转速从2 500 r/min降低至1 500 r/min,复合材料制品的热导率由10.140 W/(m·K)提高至10.963 W/(m·K),提高了8.116%。对比不同压印温度对复合材料制品热导率的影响发现,当压印温度在120℃附近时,复合材料制品的导热性能最佳,热导率为11.188 W/(m·K)。控制混合转速、混合时间和压印温度这3个工艺条件能够有效地提高复合材料制品的导热性能。     

(Y1-xLax)2O3透明陶瓷的制备及性能

采用传统陶瓷生产工艺制备了(Y1-xLax)2O3(x=0～0.125)透明陶瓷.研究了陶瓷的显微结构、硬度、透光性及热导率.结果表明:La2O3可以有效促进陶瓷烧结,抑制晶粒长大.La2O3添加后,陶瓷硬度由786MPa提高到878MPa,陶瓷热导率明显降低,由16.92W/(m·K)降为5.68W/(m·K).制备...     

十二烷基硫酸钠发泡剂加入量对矾土基隔热浇注料性能的影响

为降低矾土基浇注料的热导率,改善隔热保温性能,以高铝矾土(5~3、3~1、≤1和≤0.088 mm)和粉煤灰(d50=26.96μm)为主要原料,铝酸钙水泥为结合剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为发泡剂,制备了矾土基隔热浇注料,并研究了发泡剂加入量(w)分别为0.01%、0.03%、0.05%、0.1%、0.5%、1%时对矾土基隔热浇注料常温抗折强度、常温耐压强度、显气孔率、热导率、线收缩率和显微结构的影响。结果表明:发泡剂SDS的加入能够明显提高试样的显气孔率,降低试样的热导率。在SDS加入量为0.1%(w)时,试样显气孔率高达45%,试样在500℃时的热导率仅为0.38 W·(m·K)-1。     

新型导热塑料

LNP工程塑料公司新推出一系列导热性复合塑料,称作Konduit复合物。在聚合物基体材料中引入导热添加剂,使塑料制作的排热效率可提高50倍。目前,导热添加剂分2类:1类是陶瓷,加入后达到中等热导率(2 W/m·K);另1类是碳纤维,加入后可达到更高的热导率(10 W/m·K)。产     

瓦克推出电动汽车用有机硅导热材料

正7月4日,在2018年上海新能源汽车及充换电技术大会(EVTech Shanghai 2018)上,瓦克新推出多款电动汽车用有机硅导热产品。SEMICOSIL~ Paste 30 TC与SEMICOSIL~Paste40 TC均为单组分、非固化、低应力硅脂,热导率分别为3.0 W/(m·K)和4.0 W/(m·K)。产品拥有特殊的流变性能,可形成均匀的薄层,能够轻松补偿元器件表面的误差,只需一层超薄胶层     

鸿塑公司成功研发导热PA66和导热PPS

广东顺德鸿塑高分子材料有限公司成功开发了以尼龙(PA)66、聚苯硫醚(PPS)为基体树脂的高导热型复合材料(型号为HS-PA66-TR40和HS-PPS-TR40)投入市场并取得良好的效果。以PA66为基体的高导热复合材料(HS-PA66-TR40)的密度为(1.5±0.05) g／cm3(23℃),以PPS为基体的高导热复合材料(HS-PPS-TR40)的密度为(1.73±0.05) g／cm3(23℃),远低于铝合金材料的密度(2.70~3.03 g／cm3),可以满足大功率LED散热器的要求(7 W功率的LED灯,质量﹤85 g),HS-PA66-TR40和HS-PPS-TR40热导率在室温(25℃)状态下达到6.53~8.65 W／(m · K),远高于纯PA66的热导率[0.243 W／(m · K)],以及纯PPS的热导率[0.3 W／(m · K)]。     

Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)(x=0.05,0.1,0.15)陶瓷的热物理性能

以Sm_2O_3和Ce(NO_3)·6H_2O为原料,采用溶胶凝胶法和固相烧结法合成了Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷材料。研究了材料的相结构和显微组织,热导率和热膨胀。结果表明:合成的Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷纯净并具有单一的萤石结构。其显微组织致密,晶界清晰。Sm_2O_3掺杂能降低CeO_2的热导率,其1000℃时的热导率在2.2~2.6 W/m·K之间,与氧化钇部分稳定氧化锆的热导率相当;Sm_xCe_(1-x)O_(2-x/2)陶瓷的热膨胀随Sm_2O_3含量的增加而降低,其1200℃时的热膨胀系数大于13×10~(-6)/K。     

淀粉泡沫填充地聚物保温隔热材料的制备及性能研究

以地聚物和淀粉泡沫颗粒为原料制备了外墙保温隔热材料,研究其表观密度、抗弯性能、吸水率及保温性能。实验结果表明,该材料的表观密度在1.01~1.78g·cm~(-3)之间,抗弯强度在2.81~1.35MPa之间,吸水率在0.67%~20.5%之间。与纯地聚物相比,添加了7.5份淀粉泡沫颗粒的地聚物复合材料其导热系数由1.99W·(m·K)~(-1)降到1.46W·(m·K)~(-1)。     

用石墨烯浆料制备导热石墨膜的研究

以石墨烯浆料为原料,采用抽滤的方法制成薄膜状石墨,比较研究了2种加压方式、热处理温度对石墨膜导热性能的影响。结果表明,高温热处理能有效提高石墨膜导热性能,1 200℃的热处理即可使热导率达到560 W/(m·K),但进一步提高温度直到3 000℃,再提高的效果有限。在1 800℃下热压可使热导率提高到910 W/(m·K),因此加压热处理对提高石墨薄膜的热导率效率更高。     

热风炉格子砖内气体的传热参数

建立了热风炉蓄热室格子砖二维温度场数学模型,研究了不同类型格子砖内气体的传热参数. 结果表明,使用高效小孔格子砖可同时提高加热面积和对流换热系数,37孔格子砖的换热速度是19孔格子砖的1.8倍,19孔格子砖的换热速度是7孔格子砖的1.6倍. 但随格孔直径减小,压力损失明显提高. 当格孔直径为30 mm、活面积为0.36时,风温可达1206℃,且压力损失处于激变区和缓变区之间. 因此,在新建和改造的热风炉上可采用19孔格子砖获得良好的热工指标.     

水冷壁式粉煤气化炉炉衬温度场数值模拟研究

为了使水冷壁式粉煤气化炉长周期、高效化运行,利用ANSYS有限元分析软件对粉煤气化工艺的水冷壁式气化炉炉衬服役过程的温度场进行了数值模拟研究。结果表明:1)水冷壁式气化炉内挂渣层由固态层、熔融层和流动层组成,提高耐火材料的热导率有利于挂渣层的形成。2)选用耐火材料的热导率为8~10 W·(m·K)~(-1),渣表面温度为1 290~1 310℃时,炉壁挂渣状态较好。3)当炉内已实现正常挂渣厚度(15 mm以上)时,水冷管和渣钉都会在安全温度下正常运行,在挂渣厚度较低的情况下(低于15 mm),渣钉和水冷管有超温的风险。     

改性硅微粉对加成型有机硅灌封胶性能的影响

以甲基乙烯基聚硅氧烷为基料、含氢硅油为交联剂、硅烷偶联剂为填料改性剂、改性硅微粉为导热和补强填料制得加成型有机硅灌封胶。研究了硅烷偶联剂种类、改性硅微粉粒径和用量对有机硅灌封胶性能的影响。结果表明,随着改性硅微粉平均粒径由1μm增大到20μm,有机硅灌封胶的黏度由7 712 mPa·s降至1 520 mPa·s,热导率由0.64 W/(m·K)升至0.73 W/(m·K),拉伸强度由1.70 MPa降至1.60 MPa,拉断伸长率由100%降至45%,沉降物平均质量由8 g增加到61 g;随着改性硅微粉用量从0增加到300份,有机硅灌封胶的黏度从200 mPa·s升至2 501 mPa·s,热导率从0.20 W/(m·K)升至1.05 W/(m·K),拉伸强度升高并趋于稳定,拉断伸长率先升后降;综合考虑,采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷作填料改性剂、200份平均粒径10μm的改性硅微粉作导热和补强填料较佳,此时有机硅灌封胶的拉伸强度为1.65 MPa,拉断伸长率为75%,黏度为2 010 mPa·s,热导率为0.65 W/(m·K),沉降物平均质量为35 g。     

填充型氟醚橡胶导热性能研究

以氟醚橡胶为基体.通过添加不同无机导热填料制备填充型导热氟醚橡胶,并考察填料热导率、用量及表面改性处理对氟醚橡胶导热性能的影响.结果表明.填料本身热导率大于21 W·(m·K)-1时对氟醚橡胶导热性能的影响已不明显;增大填料用量可显著提高氟醚橡胶导热性能,但会带来加工和使用性能方面的问题;采用硅烷偶联剂对填料进行表面处理能够增强橡胶与填料间的界面结合,提高氟醚橡胶导热性能.     

叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷

以微米级Al2O3粉料为原料,叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备了氧化铝多孔陶瓷,并研究了Al2O3浆料的固相体积分数(分别为8%、10%、13%和15%)对1 500℃保温2 h烧后氧化铝多孔陶瓷的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率和显微结构的影响.结果表明:当Al2O3浆料的固相体积分数从8%增加到15%时,氧化铝多孔陶瓷烧结体的总气孔率从71.2%逐渐降低至61.2%,气孔平均孔径从1.0 μm逐渐减小至0.78 μm,耐压强度从16.0 MPa逐渐增大至45.6 MPa,而热导率从1.03 W·(m·K)-1逐渐增大至1.83W·(m·K)-1.     

原位聚合树脂提高膨胀石墨/石蜡热导率的研究

为了提高石蜡-膨胀石墨相变储能材料的热导率,以膨胀石墨压缩块(CEG)为基体,分别以低含量酚醛树脂浸渍和原位合成的方式制备高导热骨架,合成出膨胀石墨-树脂-石蜡相变储能材料。结果表明:原位聚合比浸渍可以获得更高热导率的膨胀石墨骨架,热导率由纯膨胀石墨压缩块的65.6 W·m~(-1)·K~(-1)达到68.9 W·m~(-1)·K~(-1)(105%),由其制备的储能材料热导率达到了膨胀石墨压缩块的106%(69.5 W·m~(-1)·K~(-1)),使储能材料热导率高于石蜡和膨胀石墨骨架,说明原位聚合可以强化膨胀石墨导热网络从而提高其热导率。