“Saffil”氧化铝纤维的制造,性能及应用

前言 工业窑炉的内衬一直以耐火砖为主,但在过去的30多年里,含纤维隔热材料的发展给窑炉建筑带来很大的冲击。 1974年由ICI公司大量生产、使用温度为1600℃且具有商业利润的多晶氧化铝纤维,扩大了纤维内衬的使用界限,性能优于玻璃质-硅酸盐(陶瓷)纤维。它促进了合成产品的发展,填充了1300℃～1500℃中等温度应用范围的使用。     

轻质氧化铝隔热砖

新开发的氧化铝隔热材料Ａｌ - 2 5/ 1 70 0 ,可用作快速加热实验炉及生产用炉的隔热材料 ,隔热效果好 ,成本低 ,持续使用温度可达 1 70 0℃。这种有价格优势的新型隔热材料热导率低 ,高温强度高 ,并且尺寸稳定。Ａｌ- 2 5/ 1 70 0是高纯多晶氧化铝纤维、耐火填充料和无机陶瓷结合剂的复合体 ,其化学组成是 :Ａｌ2 Ｏ380 % ,ＳｉＯ2 2 0 % ,全由无机材料组成。这种新型材料的密度为 0 .44ｇ·ｃｍ- 3,线收缩率为 1 % ( 1 70 0℃ ,2 4ｈ)。轻质氧化铝隔热砖@柴俊兰…     

原位分解制备高强度轻质镁橄榄石材料

以菱镁矿、粉石英、二氧化硅微粉为原料,利用原位分解形成气孔技术制备轻质镁橄榄石材料,并借助XRD和SEM等方法研究了烧成温度(分别为1200℃、1300℃、1350℃、1400℃和1450℃)对轻质材料的物相组成和显微结构的影响。结果表明:制备轻质镁橄榄石材料的最佳烧成温度为1300～1400℃,在这一温度范围内烧成制得的轻质镁橄榄石材料有较高的气孔率,气孔平均孔径<10μm,且分布均匀,耐压强度可达40～50MPa,是一种高强度的轻质耐火材料。     

堇青石合成过程中的物相及结构演变

以高岭土、滑石和氧化铝为原料,通过高温反应合成堇青石.借助X射线衍射仪及扫描电子显微镜研究了1100～1380℃范围内物相组成及显微结构变化,并分析了演变过程.结果表明,在低于1100℃热处理时,粘土、滑石发生分解并进行了晶型转化;1100～1300℃发生固相反应生成堇青石,1100～1200℃是初始反应阶段,1200～1300℃是加速反应阶段;1300～1380℃是堇青石晶体生长阶段.低于1200℃热处理时,材料内部呈松散堆积状态,几乎没有发生烧结;高于1300℃热处理后呈现明显的烧结状态.1200～1300℃是结构转变的转折温度区间.     

烧成工艺对花岗岩基轻质隔热材料性能的影响

以花岗岩废料、黏土、长石为主要原料制备了花岗岩基轻质隔热材料。研究了不同烧成工艺制度(烧成温度、保温时间、升温速率)对该隔热材料性能的影响,确定最优烧成制度,制备出表观密度小、抗压强度高、常温导热系数小的高性能隔热材料。结果表明,以5 ℃/min从常温升至1 000 ℃,再以3 ℃/min升至1 200 ℃并保温30 min,在此烧成工艺制度下制备的隔热材料试样的表观密度为0.6 g/cm³,常温抗压强度18.11 MPa,常温导热系数为0.2 W/(m·K),综合性能最好。     

陶瓷相结合粉煤灰漂珠轻质隔热材料的制备及性能研究

以钾长石和粉煤灰漂珠为主要原料,矾土为调质剂,在空气气氛下经900~1 150 ℃保温1 h制备得到轻质隔热材料,并研究了烧成温度与矾土含量对轻质隔热材料服役性能的影响规律及作用机理。结果表明,通过提升烧成温度或增加矾土含量,能够有效优化轻质隔热材料的常温物理性能。当烧成温度为1 100 ℃、调质剂矾土质量分数为20%时,试样具有最佳物理性能,其体积密度约为(0.97±0.01) g·cm^-3,真气孔率约为(63.7±0.5)%,常温耐压强度达到(9.42±0.21) MPa,同时其300 ℃和600 ℃下的高温热导率分别约为0.147 W/(m·K)和0.229 W/(m·K),与一般轻质隔热材料相比同样具有优异服役性能,且制备成本较低。     

读者信箱

问：当前低温快烧陶瓷原料的现状如何,常用的低温快烧原料有哪些？答：1当前低温快烧陶瓷原料的现状从20世纪70年代以来,建筑卫生陶瓷产品的烧成温度有了大幅度的下降,如卫生陶瓷烧成温度由1300℃下降为1150～1200℃;釉面砖素烧温度由1180℃下降到1050～1100℃,釉烧温度由1080℃下降为1020℃;炻器烧成温度由1350℃下降为1220～1250℃;骨质瓷素烧温度由1180℃下降为1100～1150℃;耐火材料硅砖由1400℃下降为1300～1340℃。     

NANO BOARD隔热板的性能及在铝合金机边保温炉上的应用

为降低炉子能耗,保证铝合金的铝水品质,基于纳米材料的结构特点,采用特殊制备工艺及结合剂,研制生产了NANO BOARD隔热材料。该材料在温度1 000℃时的体积密度为0.2~0.4 g·cm-3,热导率比传统隔热材料低20%~50%。在铝合金机边保温炉上应用表明,在砌筑厚度相同的情况下,与其他隔热材料相比,NANO BOARD隔热材料可使炉体表面温度平均降低30~40℃,达到节能目的,而投资成本回收期不到一年。     

高掺量粉煤灰漂珠轻质隔热材料的试制

采用高掺量(80~95%)粉煤灰漂珠引入孔隙,添加部分膨润土为结合剂,少量PVA溶液为增塑剂,研究了不同配方以及烧成温度对轻质隔热材料各项性能的影响。通过XRD、SEM及导热性能测试等分析,结果表明:随着配方中粉煤灰漂珠含量的减少,膨润土含量的增加,坯体的体积密度、抗压强度以及导热性能都有逐渐增大的趋势;随着烧成温度的升高,坯体的体积密度、抗压强度以及导热性能也呈逐渐增大的趋势;在1200~1300℃烧成温度下的坯体性能为:体积密度0.433~0.619 g/cm~3,抗压强度5.35~15.8 MPa,并且在超轻体积密度为0.38 g/cm~3时,抗压强度仍然有3.2MPa(1150℃)。     

苏联新矿棉制品

苏联贝吉尔斯克隔热材料厂采用全苏隔热材料科学研究院研制的工艺与设备连续生产了高强矿棉板。此板材的物理一机械指标如下:容重200～250公斤/米~3;极限抗压强度(在10％压缩形变时)不小于0.4公斤力/厘米~2;25±5℃时的导热系数不大于0.048千卡/米·时·度;吸水率15～30％,含湿量不大于1％;合成粘结剂含量6～8％。这种板可以作为轻型结构的屋面隔热材料和自承重构件。     

超轻气凝胶泡沫混凝土热工性能实验与模型研究

以气凝胶粉体为填充材料,短切玻璃纤维为增强体,实验制备了一种新型高性能气凝胶泡沫混凝土,与传统隔热材料(如普通混凝土、聚苯乙烯泡沫)等进行对比实验研究.采用保温盒实验法测试,在室内温度恒定35℃,盒内初始温度25℃的条件下进行热工性能测试,结果表明:在盒内温度上升至35℃时,聚苯乙烯、混凝土、气凝胶泡沫混凝土保温盒所需时间分别为5h、4.5h和9h;同时采用热容-热阻简化传热模型,研究了在周期性室外干扰下保温盒的热工性能,结果发现:气凝胶泡沫混凝土保温盒的延迟时间是聚苯乙烯或混凝土盒的2倍,衰减倍数与聚苯乙烯盒相当,是混凝土盒的3.5倍.这表明气凝胶泡沫混凝土的热工性能明显优于传统保温隔热材料.     

硅酸铝纤维在电熔代铂炉上的使用效果

新型的保温隔热材料硅酸铝纤维,其性能较之刚玉砖、粘上砖、氧化铝泡沫砖、石棉等均为优良。我们在电熔式代铂炉中试用硅酸铝纤维(选用价格较低的硅酸铝棉,中温、适用温度1000℃以下)替代埚体外层的部份保温材料和填充材料,以提高炉子的保温隔热性能,减少热量外传损失,从而达到节电效果。经过试验,证明效果良好。第一台炉于80年4月25日出丝(生产无碱80支纺织用     

锆英石-莫来石复合材料的热机械行为

锆英石-莫来石复合材料是通过锆荚石粉和莫来石粉反应烧结而制得的。热机械性能（强度和韧性）是通过莫来石和锆英石间的中间相体现出来的。这种复合材料在室温与1000℃之间表现出较好的热震稳定性，在1100℃与1300℃温度区域，将压力由10MPa增加至90MPa来衡量材料的弯曲蠕变。在1000℃与1300℃范围内，当活化能从280kJ&#183;mol^-1增加至900kJ&#183;mol^-1，材料的应力指数在2和3之间变化。从微观结构分析可以看出晶粒间的蠕变机理。莫来石颗粒与锆英石颗粒之间的界面力比锆英石颗粒间的力要重要的多。在锆英石基体中形成莫来石颗粒。可以使材料同时具有莫来石材料的良好的蠕变性能和锆英石材料良好的热震稳定性。     

碳热还原氮化攀钢高钛高炉渣制取Ti(C,N)的研究

以攀钢高炉渣(粒度≤0.074mm,w(TiO2)=21.19%)和炭黑(w(C)=98%)为原料,在密封管式炉中通入流量0.5L·min-1的工业N2(纯度>95%),分别在1300℃、1350℃、1400℃、1450℃、1500℃保温2h以及在1450℃下分别保温0、2h、4h、6h、8h的条件下,采用碳热还原氮化法制备了Ti(C,N)。用X射线衍射仪、电子探针、图像分析仪等研究了碳氮化处理温度及保温时间对Ti(C,N)的形成及其晶粒大小的影响。结果表明碳氮化处理温度对高炉渣中Ti(C,N)的形成过程产生显著影响,温度从1300℃升至1500℃时,产物中Ti(C,N)的相对含量增大,其晶粒也逐渐长大,但超过1450℃后,影响又不太显著;在1450℃下延长保温时间能促进Ti(C,N)的生成与晶粒长大,但保温时间超过2h后,此促进作用又不太明显。     

纤维和遮光剂对纳米孔粉体隔热材料性能的影响

新型高温隔热材料对工业窑炉高效节能作用显著,降低其高温辐射导热率有利于提高高温隔热性能。采用干压成型制备了添加不同种类和不同含量的纤维及遮光剂的纳米孔粉体隔热材料,分别测试了试样的常温耐压强度和不同温度下的导热系数,探讨了纤维和遮光剂对纳米孔粉体隔热材料的力学性能和隔热性能的影响,并利用SEM、EDS和FTIR对试样的微观结构和红外透射率进行了分析表征。结果表明,多晶莫来石纤维有效增强了纳米孔粉体隔热材料的耐压强度,掺杂9%(质量分数)多晶莫来石纤维试样在800 ℃的导热系数为0.047 W/(m·K),低于添加石英纤维的隔热材料;纳米SiC粉体和锆英石粉体作为遮光剂能够有效抑制辐射传热,降低高温辐射热导率,添加10%(质量分数)纳米SiC粉体遮光剂的隔热材料试样导热系数随温度的变化较小,在800 ℃仅为0.041 W/(m·K)。     

有机泡沫浸渍法制备ZrO2泡沫陶瓷烧结过程研究

采用两种不同添加剂,用有机泡沫浸渍法制备了两种氧化锆泡沫陶瓷试样;用高温电阻炉分别在1300 ℃、1400 ℃、1500℃、1600 ℃下进行烧结制备试样;测试了在各温度下烧结试样的收缩率,用环境扫描电镜和能谱分析仪观察陶瓷的显微结构,用X射线衍射仪分析试样的物相组成.结果表明:试样的收缩主要发生在1300～1500 ℃,在1300 ℃进入烧结中期,1400～1500 ℃进入晶粒成长期,1500-1600 ℃进入晶粒异常长大期.采用MgO、CeO2复合稳定,对促进烧结、生成高温稳定相有一定作用,可以减小试样的收缩.制品中高温相的含量在1300～1500 ℃烧结温度范围内迅速增加,1500℃后逐渐减少.     

粉煤灰制备耐火材料最佳烧结温度的探究

以云南省安宁市燃煤发电厂的粉煤灰为主要原材料,辅以生活污水处理厂的活性污泥和工业氧化铝,对粉煤灰应用于耐火行业的可行性进行了理论分析,并通过XRD、SEM等手段进行验证,在使其各项性能基本达标的基础上,探索了粉煤灰耐火砖烧结的最佳温度范围,得到的结果主要有:粉煤灰的掺入量在68%左右,烧结温度为1300 ℃时试样气孔率、吸水率,耐压强度、抗折强度等性能参数达标.XRD结果显示,1100~1300 ℃范围内,随着温度的升高,莫来石波峰逐渐增多,峰值强度逐渐增强.SEM观察发现,在1100~1300 ℃范围内,随着温度的变化莫来石结构逐渐由针状变柱状,1300 ℃时莫来石结构更加紧密,1400 ℃时,莫来石结构松散,柱状莫来石结构变少.     

Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体

真空条件下,以Al2O3和Al为原料,通过Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体.XRD和SEM分析表明:在反应温度为1200～1400℃时,随着温度的升高,粉体中氧化铝含量升高;冷凝温度约为550～750℃时,复合粉体中的氧化铝包括稳定晶型和不稳定晶型;冷凝温度约为1100～1300℃时,复合粉体中的氧化铝全部为稳定晶型;冷凝温度约为550～650℃时,复合粉体的平均粒径小于0.5μm;冷凝温度约为750℃时,铝熔化、微粒团聚;冷凝温度约为1100～1200℃时,铝形成铝珠,氧化铝为不规则状、平均粒径小于2μm;冷凝温度约为1300℃时,氧化铝为片状.因此,通过选取合适的反应温度、冷凝温度,可以控制Al2O3/Al复合粉体中氧化铝的含量、晶型和粒径.     

刚玉-莫来石-锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结

热力学计算表明:在Al2O3SiO2ZnO三元体系中,硅酸锌(Zn2SiO4)和锌铝尖晶石(ZnAl2O4)生成Gibbs自由能在温度为1326.85℃以下是负值,莫来石(3Al2O3·2SiO2)的Gibbs生成自由能在温度为426.85℃以上是负值。系统中Al2O3富存的条件下,Al2O3可与Zn2SiO4反应生成锌铝尖晶石。以ZnO,SiO2,Al(OH)3为原料,通过固相反应合成刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料。研究烧结温度和气氛对刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结性能的影响。用X射线衍射分析复相材料中的物相成分。用扫描电子显微镜观察复相材料的显微结构。结果发现:Al2O3SiO2ZnO三元体系在所选择的配料点,1300℃及1600℃时均能生成刚玉、莫来石、锌铝尖晶石3种物相,不会出现低熔点的硅酸盐相,这明显区别于Al2O3MgOSiO2三元体系,该体系在1500℃左右会出现低熔点相。试样在900℃烧成后出现锌铝尖晶石相。随着温度升高,试样的致密化过程加快,部分抵消了1300℃左右莫来石形成所产生的体积膨胀。当烧结温度高于1300℃时,试样的致密化过程大大加快。还原性气氛不利于刚玉莫来石锌铝尖晶石复相材料的合成与烧结。     

日本研制出耐高温导电陶瓷

筑波科学技术厅无机材料研究所成功合成了导电、隔热、耐1300℃高温的变性陶瓷,可用于高能电池、建筑用隔热材料、隔热涂料及新型工业触媒。这种新材料是钛钾复合氧化物,结晶像细长的胡须,内有口径6.5埃(一亿分之六点五厘米)的微小隧道,大小正好是离子容易进出的尺寸,比其它