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传统隔热耐火质料的强度、抗腐赔技艺和耐磨性均较差,一样伟大不直接用办变乱面,而是放在变乱面反面作为保温层,但隔热耐火质料越接近变乱面,它的隔热节能结果越好。随着对节能降耗要求的提高,敷衍能在变乱面直策运用的高强度、耐高温、抗蜕化隔热耐火质料的开拓研讨日益遭到人们的重视。对证猜中的气孔举行微细化布局设计有望成为开拓该种质料的告急途径之一。朱伯铨等在对致密刚玉质环亚官网app气孔孔径散布的研讨时发现:环亚官网app中的微细气孔不但与环亚官网app强度间具有很高的相关性,并且对环亚官网app热导率的影响十分明白;
在对峙环亚官网app显气孔率坚定的条件下,妥当提高质猜中微孔的比例能明白提高质料的强度,飞扬质料的热导率。宋木森等研讨标明:当耐火质猜中气孔的平均孔径小于0.1m,且小于1m 的孔容积率抵达85%时,将有效抑制铁水渗入渗出排泄;因此,在质猜中构成大批亚微米级和纳米级气孔可明白飞扬质料的热导率,提高耐火质料的运用遵从。
以板状刚玉骨料及细粉、活性α-Al₂O₃ 微粉和ρ-Al₂O₃微粉为紧张质料,颠末引入差异含量纳米Al₂O₃ 做添加剂,运用α-Al₂O₃ 微粉的水化产物在脱水后可孕育发生大批微孔的机理以及纳米Al₂O₃ 对气孔的细化作用,在样品中构成大批亚微米级和纳米级气孔,制备出有较高强度和较低热导率的刚玉质微孔耐火质料。研讨了纳米Al₂O₃ 添加量对刚玉质微孔耐火质料惯例物理遵从和导热遵从的影响规律 。

质料制备
所用质料为板状刚玉骨料(粒度为0.088~1.000mm,纯度≥99.41%)及细粉[粒度区分为0.045~0.088 mm 和小于0.045 mm,纯度≥99.41%]、活性α-Al₂O₃3 微粉[d50= 1.75 μm,纯度≥99.49%]、ρ-Al₂O₃微粉[d50= 1.5 μm,纯度≥86.52%,烧损≤12.78%]和纳米Al₂O₃[主晶相为α-Al₂O₃,纯度≥99.99%,d50= 50 nm,比外貌积为14 m2/g]。聚乙二醇(FS10)为减水剂。
依据粒度为0.088~1.000 mm 的板状刚玉骨料为42% (质量分数,下同),粒度为0.045~0.088 mm的板状刚玉细粉为18%,粒度小于0.045 mm 的板状刚玉细粉为24%,活性α-Al₂O₃ 微粉为9%,ρ-Al₂O₃微粉为7%的配比举行配料,并外加0.18%的FS10、8%的水和差异质量分数(0、0.5%、1.0%和1.5%)的纳米Al2O3 粉体。为提高纳米Al₂O₃ 在样品中疏散的匀称性,先将纳米Al₂O₃ 溶于水中,然后将殽杂液在超声波中振荡3 min,配成匀称的悬浮液,再将悬浮液参与到殽杂猜中举行搅拌、振动并浇注成型为25 mm×25 mm×140 mm和180mm×20 mm的样品。样品经养护、脱模后于烘箱中在110℃单调24 h,然后在1500 ℃热处置处分3 h。

遵从
1.水泥参与量对刚玉质耐火质料冲蚀磨损率的影响
随着水泥参与量的增长, 刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率增大, 耐磨遵从飞扬。水泥参与量为6% 的3# 试样冲蚀磨损后的SEM 照片。试样前真个基质曾经十分疏松, 并在基质和刚玉颗粒之间出现了裂纹, 这进一步说明水泥参与量为6%时的冲蚀磨损较告急。
这约莫是由于1500 ℃烧后, 试样中纯铝酸钙水泥所构成的紧张物相CA、Al₂O₃、大批的CA6、C₂A 以及水泥所带入的CaO 与配猜中的S iO₂和Al₂O₃应声天生的低熔点矿物钙长石( CAS₂)或钙铝黄长石( C₂AS)等随着水泥参与量的增长而增长, 从而招致基质的中、高温强度和抗冲蚀性下降。别的, 中温时, 铝酸钙水化物在脱水和剖析进程中使水合键遭到粉碎, 招致刚玉质耐火质料强度明白飞扬, 也会招致质料的耐冲蚀磨损性下降 [2]  。
2.硅微粉参与量对刚玉质耐火质料冲蚀磨损率的影响
随着硅微粉参与量的增长, 刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率减小, 耐磨遵从提高, 且参与量> 3% 时冲蚀磨损率降幅较小。
随着冲蚀时间的延伸, 裂纹不绝扩展, 招致裂纹所得救的整块质料寥落时质料的切面呈锯齿状。
在试样中参与大批的S iO₂ 微粉于1500℃烧后会构成液相, 促进了试样的烧结, 使质料的显气孔率也随之飞扬, 布局越发致密, 试样强度提高, 以是会飞扬冲蚀磨损率; 并且基质中的物相紧张为莫来石和刚玉,也增长了质料的耐磨损遵从。综合思量, 确定硅微粉参与量为3%。
3.冲蚀温度对刚玉质耐火质料冲蚀磨损率的影响
随着冲蚀温度的高涨, 几种刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率均冉冉增大, 在1000℃左右抵达最大; 延续降高温度, 刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率反而飞扬。质料的冲蚀磨损存在两种典范的冲蚀模型: 塑性冲蚀和脆性冲蚀。
高温下刚玉质耐火质料的韧性相对很低, 表现了脆性冲蚀的特点。但抵达某高温时就会出现大批的玻璃相, 这种玻璃相在高温下具有较高的粘性, 它可以大约松弛应力聚集, 提高断裂韧性, 从而使刚玉质耐火质料表现出一定的塑性, 明白改良其脆性。
4.冲蚀角和磨料粒度对刚玉质耐火质料冲蚀磨损率的影响
在30~60°范围内, 随着冲蚀角的增大,差异粒度的磨粒对刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率均随之增大,且冲蚀角在45~ 60°之间时, 其冲蚀磨损率机动增大,这标明冲蚀磨损机制发生了革新。从能量角度看, 当粒子打击到靶面时, 质料的冲蚀是由垂直方向的打击和水平方向的切削构成的。当入射角度小, 入射速率在垂直方向的重量就小, 入射粒子在垂直方向的动能重量招致的脆性子料的裂纹扩展和交织也少。由于刚玉质耐火质料一样伟大具有高硬度, 以是由粒子水平方向上切削构成的冲蚀是相比低的。随着入射角度的增大, 法向打击不绝增大, 使质料外貌或亚外貌构成裂纹, 裂纹在后序磨粒的延续作用下扩展, 终极招致基质的流失。
别的,在同一冲蚀角下, 冲蚀磨损率随磨粒尺寸的增大而增大。这是由于磨粒尺寸大,其打击动能也大, 打击靶面的应力也增大, 即增长了外外貌的变形量, 使得外表层颗粒寥落速率加快, 冲蚀磨损率增长。
从切削留下的沟槽的显微照片可以看出: 刚玉质耐火质料在低冲蚀角时, 由于磨粒的硬度比基质的硬度高, 角状的磨粒易对基质切削留槽。随着打击角度的增长, 由于样块基质吸取了打击粒子大局部的能量, 塑性机动耗尽。磨粒的大局部动能转化为质料的弹性功、塑性功和裂纹扩展功; 随着变形量的增大, 将招致微裂纹的成核、扩展, 终极惹起颗粒寥落。打击能量的增大, 会诱发亚表层、致使更深层的微裂纹张大、扩展。

总结
( 1)刚玉质质料的抗冲蚀遵从与水泥参与量亲密相关, 水泥参与量越多, 质料的耐磨遵从越差, 终极确定为2%。
( 2)参与大批硅微粉有利于提高刚玉质耐火质料的抗冲赔技艺, 以3% 为宜。
( 3)随着冲蚀温度的高涨, 刚玉质耐火质料的冲蚀磨损率冉冉增大, 在1000℃左右抵达最大, 延续降高温度, 冲蚀磨损率反而飞扬。
( 4)刚玉质耐火质料的冲蚀磨损一样伟大表现为较强的脆性冲蚀特性, 其冲蚀磨损率随冲蚀角的增大而增大; 在同一冲蚀角下, 大粒度磨粒对刚玉质耐火质料冲蚀磨损的影响要比小粒度磨粒大 [3]  。

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时间:2018-08-16 编辑:admin 源头:未知 点击:

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