一种轻质高强氧化铝空心球制品的制备方法

正本发明属于隔热耐火材料技术领域,公开了一种轻质高强氧化铝空心球制品的制备方法。轻质高强氧化铝空心球制品的骨料采用氧化铝空心球,多孔基质采用由氧化铝和氧化钙高温制备而成的六铝酸钙;氧化铝由氧化铝微粉引入;氧化钙由铝酸钙水泥引入;将氧化铝微粉、铝酸钙水泥混合,并向氧化铝微粉、铝酸钙水泥中加入造孔剂、分散剂和水,搅     

低水泥结合氧化铝空心球轻质浇注料的研究

针对氧化铝空心球的结构特点,采用低水泥结合、浇注成型的方式,对低水泥结合氧化铝空心球轻质浇注料的可行性进行了研究。经过相图理论计算、性能检测及X-射线衍射分析,结果表明,铝酸钙水泥不仅有利于提高材料的常温强度,并且对材料的高温烧结具有促进作用,材料的主要矿物组成为CA6和刚玉,材料的高温性能良好,使用温度可以达到1650℃以上。     

加入氧化铝空心球对莫来石浇注料性能的影响

为了提高以莫来石为主原料、纯铝酸钙水泥为结合剂的莫来石浇注料的性能,在其中添加氧化铝空心球,并研究其加入量(质量分数分别为0、10%、20%和30%)对该浇注料体积密度、显气孔率、热导率、常温强度、荷重软化温度、抗热震性的影响。结果表明:随着氧化铝空心球加入量的增加,试样的显气孔率增大,体积密度减小,常温抗折强度和耐压强度降低,热导率减小,荷重软化温度及抗热震性能变化不大。可见,在莫来石浇注料中引入氧化铝空心球,可明显改善浇注料的保温性能。     

泡沫法制备莫来石轻质隔热材料及性能

采用红柱石、刚玉、水泥、粘土、硅微粉为原料,加入减水剂、硅溶胶、泡沫及水,通过改变泡沫的加入量在五种不同温度下烧成制备莫来石质轻质隔热材料,测试试样的容重、气孔率、气孔种类和孔径、常温耐压强度、物相组成和显微结构。采用泡沫法制备的轻质隔热材料试样外观致密,内部气孔分布均匀。试样的主晶相为莫来石相,1400℃烧成试样的烧后线变化和常温耐压强度随容重的增加成线性增加;显气孔率逐渐减小,闭口气孔率基本无变化,大概为3%。     

莫来石轻质骨料的制备及性能研究

以蓝晶石细粉为原料,核桃壳粉为造孔剂,硅溶胶为结合剂,制备了莫来石轻质骨料。研究了煅烧温度(分别为1 300、1 400、1 500、1 600℃,保温时间均为180 min)和保温时间(分别为60、120、180 min,煅烧温度均为1 500℃)对莫来石轻质骨料体积密度、显气孔率、烧后线变化率、物相组成和显微结构的影响。结果表明,在1 500℃保温60 min所得莫来石轻质骨料的综合性能最优,其体积密度为1.18 g·cm^-3,显气孔率为59.8%,烧后线变化率为2.58%,莫来石相含量为86%(w)。     

发泡法制备莫来石多孔陶瓷

以碳化硅及碳酸钙为造孔剂,采用发泡–注凝成型结合添加造孔剂法制备了具有大孔–介孔复合孔结构的莫来石多级孔陶瓷,研究了SiC加入量对莫来石多孔陶瓷常温物理性能和高温隔热性能的影响。结果表明:以莫来石粉体为主要原料,以CaCO₃和SiC为造孔剂,采用发泡结合添加造孔剂法可制备具有较高闭气孔率的莫来石多孔陶瓷;当SiC加入量为4%(质量分数)时,所制备试样的导热系数最低,其孔隙率约为69.9%。     

直接发泡法制备莫来石多孔陶瓷的研究

以氧化铝和高岭土为原料,氟化铝为矿化剂,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为表面活性剂,制备出了一种高孔隙率的莫来石多孔陶瓷。笔者研究了莫来石的生成过程,还研究了球磨时间和表面活性剂添加量对发泡的影响。     

发泡法制备莫来石隔热浇注料工艺的研究

为研究制备工艺对莫来石发泡隔热材料性能及孔结构的影响,采用一种不同于传统发泡工艺制备莫来石隔热材料。研究了不同的制备工艺对体积密度、烧后线变化、干燥坯体及烧后制品的耐压强度以及试样的导热系数的影响,并通过观察体积密度为0.62 g/cm3试样的显微结构,分析了孔分布对发泡隔热材料性能的影响。通过实验得到如下结论:通过调整发泡剂的加入量,控制适宜的搅拌时间和速度,采用泥浆直接起泡方式,可以制备出性能优良的超轻质微孔莫来石发泡隔热材料;不同的起泡制备方法,影响莫来石发泡隔热材料的体积密度、重烧线变化、强度以及导热系数等性能,针对不同性能要求,可采用不同的制作方式,以满足实际使用的需要;通过显微结构观察,采用泥浆直接起泡制备方法,可以制备出高强微孔发泡隔热材料。     

发泡法制备镁铝尖晶石空心球隔热材料

以粒度分别为0.6～0.9和0.5～0.6 mm的镁铝尖晶石空心球以及d50=2.38μm的Al2 O3微粉为主要原料,氧化铝溶胶为结合剂,十二烷基硫酸钠为发泡剂,十二醇和羧甲基纤维素钠为稳泡剂,采用发泡法制备镁铝尖晶石空心球隔热材料,主要研究了镁铝尖晶石空心球粒度级配和氧化铝溶胶加入量对烧后试样致密度、强度、烧后线收...     

原位合成磷酸铝助烧剂制备轻质氧化铝空心球陶瓷

采用氧化铝空心球和α Al2 O3微粉为原料 ,以磷酸溶液为结合剂制备了轻质氧化铝空心球陶瓷。研究结果表明 ,磷酸与α Al2 O3微粉原位反应生成的磷酸铝能促进轻质氧化铝空心球陶瓷的烧结 :以浓度 2 5wt%的磷酸为结合剂并经 90 0℃保温 4h烧结后的轻质氧化铝空心球陶瓷 (密度为 1.4g·cm- 3) ,耐压强度达 11.8MPa ,可直接用于窑炉砌筑 ,并可在使用过程中通过二次烧结进一步提高其强度 ;以浓度为 5 0wt%的磷酸结合并经 170 0℃保温4h烧结后的轻质氧化铝空心球陶瓷 (密度为 1.4g·cm- 3) ,耐压强度达到 2 2 .8MPa ,荷重软化温度超过170 0℃ (0 .1MPa)。     

钙长石结合莫来石轻质耐火砖的研究

研究了以蓝晶石作主要原料,以白水泥作结合剂生产钙长石结合莫来石轻质耐火砖的可行性。实验表明：蓝晶石从１２００℃开始莫来石化,到１３００℃基本完成,并与白水泥发生反应生成钙长石。钙长石结合莫来石轻质耐火砖体积密度为０．５ｇ·ｃｍ－３时的耐压强度超过３．５ＭＰａ,最高使用温度超过１４００℃,而３５０℃时的热导率只有０．１５Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１。     

发泡–注凝成型法制备自结合莫来石多孔陶瓷

以莫来石粉为原料、Al_2O_3和SiO_2粉体为莫来石自结合相起始原料、Isobam 104为分散剂和黏结剂、十二烷基硫酸三乙醇胺为发泡剂和羧甲基纤维素钠为稳泡剂,采用发泡–注凝成型工艺结合反应烧结法制备了自结合莫来石多孔陶瓷。研究了自结合相粉体的用量对浆料流变性能和胶凝性能的影响,并对所制备自结合莫来石多孔陶瓷的物相组成、显微结构、线收缩率、孔隙率和机械性能进行了表征。结果表明:随着自结合相粉体用量从0%增至50%(质量分数)时,所制备莫来石多孔陶瓷的孔隙率、球形气孔孔径逐渐增加,而其线收缩率和机械强度逐渐降减小。当自结合相粉体的用量为40%时,所制备的孔隙率约为76.6%(体积分数)、球形气孔孔径约为565μm、线收缩率仅为13.8%的莫来石多孔陶瓷的耐压强度和抗折强度仍分别可达7.9和4.0 MPa。     

轻质发泡陶瓷砖的制备研究

以白云石、方解石、碳化硅、萤石为发泡剂,工业废玻璃、霞石正长石、硼镁矿为助熔剂,以陶瓷工业废料为主要原料,利用正交试验法优化配方,主要研究了助熔剂与发泡剂的组成、烧成温度对发泡陶瓷砖的影响。结果表明:当陶瓷工业废料、废玻璃、霞石正长石、硼镁矿、白云石、方解石、碳化硅、萤石含量组成分别为70 wt%、6.4 wt%、9.1 wt%、5.5 wt%、6.3 wt%、1.1 wt%、1.1 wt%和0.5 wt%时,样品经1140℃保温10 min,制备出性能优异的高强轻质发泡陶瓷砖,其导热系数为0.16 W/m·k,抗折强度为8.51 MPa,吸水率为3.35%,体积密度1.30 g/cm3。XRD和SEM测试结果表明该发泡陶瓷砖的主晶相为堇青石,并且含有一些柱状的莫来石晶须,从而使得样品具有低导热系数和较高的抗折强度(8.51 MPa)。     

加入陶瓷空心微珠对氧化铝空心球轻质浇注料性能的影响

为了降低氧化铝空心球轻质浇注料的体积密度并优化其综合性能,在氧化铝空心球轻质浇注料中引入陶瓷空心微珠替代部分高铝矾土粉,研究陶瓷空心微珠加入量(质量分数分别为0、2%、4%、6%和8%)对该浇注料的体积密度、常温强度、热导率、烧后线变化率的影响。结果表明,在氧化铝空心球轻质浇注料中引入陶瓷空心微珠替代部分高铝矾土粉,可以降低氧化铝空心球轻质浇注料的体积密度和热导率,但耐压强度和常温抗折强度也稍有降低。从综合性能来看,氧化铝空心球轻质浇注料中陶瓷空心微珠的最佳加入量为2%~4%(w)。     

溶胶-发泡法制备超细氧化铝

以Al(NO3)3·9H2O和氨水为原料,用溶胶-发泡法制得α Al2O3超细粉末,研究了铝盐的浓度、氨水的滴加速度、分散剂、吸附剂和发泡剂等因素对氧化铝粒径的影响,并用XRD、DTA-TG、IR和BET等方法对样品进行了表征。XRD分析表明,在1200℃下焙烧的氧化铝样品为纯的α相。DTA-TG结果表明,样品在高温固相反应期间有两个明显的失重峰,另外在327 0,386 0,404 0和587 0℃,样品有4个较为明显的吸热峰。IR表征表明,在876 39～448 72cm-1,随着样品粒径的增大,红外吸收带会明显变窄。比表面积和孔隙度分析结果表明,γ Al2O3和α Al2O3的比表面积分别为126 8290m2/g和78 8238m2/g,且它们都属于中孔材料。研究结果表明,该工艺制备的α Al2O3粉体粒度较均匀、平均粒径小于50nm。     

直接发泡法制备氧化铝多孔陶瓷

为了改善多孔氧化铝陶瓷的性能,考察了陶瓷悬浮液的固含量、造孔剂和其他添加剂种类对生坯体和烧结体机械强度的影响。发现固含量由53％减少至45％和40％时,机械强度大大降低。当向料浆中添加7％三种不同类型的淀粉时,气孔率没有明显提高;当用Al（OH）3替代30％的Al2O3时性能也没有改善。但采用直接发泡法制备多孔隔热陶瓷（Al2O3固含量53％,无添加剂）,热导率与其他三种商用隔热陶瓷砖相比有优势,气孔率达到81％,机械强度达到15MPa。     

氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响

以不同粒度氧化铝空心球为原料,以由二氧化硅微粉形成的凝胶为结合剂,制成了氧化铝空心球浇注料。在浇注料中添加电熔镁砂,研究电熔镁砂中的氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。     

尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响

以5～3mm、3～2mm、2～1mm、1～0.2mm粒度氧化铝空心球为原料,引入二氧化硅微粉制成凝胶结合氧化铝空心球浇注料,研究了预合成镁铝尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响。用各种耐火制品检测设备和仪器对引入不同量尖晶石的试样性能进行了检测。结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析,结果发现:尖晶石的引入促进了浇注料中刚玉相的烧结,提高了凝胶结合氧化铝空心球浇注料的常温耐压强度和显气孔率,降低了浇注料的体积密度。尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料基质具有强化作用,有利于提高浇注料的热震稳定性