微孔高铝轻质耐火砖原料中各成分的性能作用

微孔高铝轻质耐火砖原料中各成分的性能作用如下:

  高铝矾土熟料:是指铝矾土矿物经过煅烧后的物料,其主要成分为水铝石和高铝硅石,具有较高的耐烧性能,常用来制备各种高铝砖,是冶金工业和其它工业广泛使用的耐火或防腐材料。

铝酸钙:铝酸钙是一系列由氧化钙和氧化铝在高温下烧结而成的无机化合物,由于其硬度大、熔点高的物理性质,被应用于水泥和灭火材料中。通式为mCaO·nAl2O3。

  高岭土超细粉:高岭土类矿物是由高岭石、地开石、珍珠石、埃洛石等高岭石簇矿物组成,主要矿物成分是高岭石。高岭石的晶体化学式2SiO2-Al2O3-2H2O,其理论化学组成主要为SiO2、Al2O3。高岭土类矿物属于1:1型层状硅酸盐,晶体主要由硅氧四面体和氢氧八面体组成,其中硅氧四面体以共用顶角的方式沿着二维方向连结形成六方排列的网格层。高岭土具有强的耐酸性能、良好的电绝缘性和较高的耐火性能,耐火度与高岭土的化学组成有关,纯的高岭土的耐火度一般在℃左右,当水云母、长石含量多,钾、钠、铁含量高时,耐火度降低,高岭土的耐火度最低不小于℃。

  微细二氧化硅气凝胶:是由若干Si-O-Si基团相互连接聚集形成的纳米三维网络骨架结构,由于近无穷多纳米孔的存在,固体热传递只能沿着孔壁传递,近无穷多气孔壁构成了近于无穷长路径效应,使得固体热导率降到几乎最低极限。其介孔尺寸为2~50nm,当材料中的气孔直径小于70nm时,孔内的空气分子就失去了自由流动的能力,相对地附着在气孔壁上,此时,纳米孔处于近似真空状态,材料中的空气对流减弱到最小极限。由于空气的主要成分是氮气和氧气,局域热激发无法通过空气分子跨越凝胶表面进行对流作用,从而对热对流传热产生隔绝作用。

Al2O3微粉:Al2O3是一种高硬度的化合物,熔点为℃,沸点为℃,常用于制造耐火材料。

硅微粉:硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2)经破碎、球磨(或振动、气流磨)、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料,具有耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。

  造孔剂:使材料中增加孔洞结构的添加剂,一般为易分解为气体的物质。本文中选用的造孔剂为淀粉、纳米炭黑、石油焦炭中的一种或几种的混合。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,具体的说,本发明首先将不同粒度的高铝矾土熟料、铝酸钙、高岭土、Al2O3、硅微粉、造孔剂、二氧化硅气凝胶和纸浆水进行混合,使得制备的砖坯各个部位成分配比搭配一致,保证了煅烧所得的微孔高铝轻质耐火砖各部位性能的一致性,同时原料中含有大量棱角突出的粒度料,增大了临界粒度,为微孔高铝矾土熟料轻质耐火砖提供了牢固的骨架结构使其在使用过程中不易产生变形。

  同时,利用本身含有多孔结构的铝酸钙及造孔剂与上述原料混合,使得材料内部在多时间内生产大量微小气孔,且所述微小气孔不会随烧结过程的进行而聚集长大,最终在产品中形成微米级且均匀分布的气孔。并分别利用高铝矾土熟料、铝酸钙、高岭土、Al2O3的耐烧特性和较好的成型性使得制备的微孔高铝轻质耐火砖具有高荷软、低蠕变、高抗热震性能。




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