孔狀態(tài)對鋁硅系耐火原料影響的研究科技攻關(guān)項目可行性研究報告-文庫吧
2025-04-23 15:24 本頁面
【正文】 因素之一，對氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)進行定量表征，并揭示其與熱導(dǎo)率的相關(guān)性是材料科學(xué)與工程領(lǐng)域研究的焦點和難點。 對于耐火材料這一多相體系，國內(nèi)外科研工作者在氣孔率、氣孔形態(tài)以及氣孔的大小等因素對熱導(dǎo)率的影響方面進行了大量的研究。事實上，多孔隔熱耐火材料的氣孔不是單一氣孔，不僅包括顯氣孔率、氣孔形態(tài)以及氣孔的大小這些參數(shù)，還包括閉口氣孔率和氣孔的孔徑分布等氣孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。 鋁硅系耐火原料的顯微結(jié)構(gòu)通常由晶 （體）相、非晶（體）相和氣孔組成。三者的比例關(guān)系、數(shù)量、賦存狀態(tài)決定材料的最終性能。長期以來，由于原料資源的優(yōu)勢，企業(yè)在對鋁硅系耐火原料的研究方面還不夠深入，絕大多數(shù)停留在宏觀結(jié)構(gòu)的研究上，而高校及科研院所由于缺少對現(xiàn)場一線的了解，也大多只關(guān)注晶相、非晶相，而忽視了對氣孔的研究?？谞顟B(tài)包含氣孔的數(shù)量、氣孔存在形式（貫通氣孔、封閉氣孔）、孔徑大小、氣孔分布等。 因此，研究耐火原料中氣孔的賦存狀態(tài)及其在耐火產(chǎn)品中的作用，對于最終決定耐火材料的各項理化性能及使用性能具有重要意義。揭示氣孔在耐火材料的熱導(dǎo)率、熱膨脹 、熱穩(wěn)定性的作用，為確定耐火原料中氣孔賦存的最佳狀態(tài)提供工藝條件及技術(shù)參數(shù)，制備可控氣孔賦存狀態(tài)的耐火原料提供技術(shù)指導(dǎo)。對耐火材料的優(yōu)化設(shè)計、提高耐火材料的使用性能、延長其使用壽命具有指導(dǎo)意義。 2. 項目的市場需求分析 上世紀七十年代以來，不定形耐火材料在國內(nèi)外都有了很大的發(fā)展。由于工業(yè)窯爐形狀的大型化、復(fù)雜化，使得異形磚更為復(fù)雜，給制磚和筑爐都帶來了很大的困難。美國 W A LSSHAEFER 認為：把補強材料埋入成型前的材料內(nèi)，在現(xiàn)場結(jié)合爐子的形狀，施工是很簡便易行的。自八十年代起，我國少數(shù)廠家把這一 種新的設(shè)想用于軋鋼加熱爐上。所謂澆注料就是爐體采用的不定形耐火材料象混凝土一樣澆灌，故叫澆注料，是不定形耐火材料中生產(chǎn)量較大的一個品種。澆注料的生產(chǎn)，省去成型和燒成工序，大大簡化了生產(chǎn)工藝和設(shè)備，有利于產(chǎn)量提高和成本降低，且生產(chǎn)靈活性較大，能耗較小。 實踐證明，澆注料除具有整體性好、抗剝落等優(yōu)點外，還可提高窯爐的壽命，增加氣密性，提高加熱速度，從而增加產(chǎn)量，節(jié)省燃料并降低維修費用。 在不定形耐火材料中，所占份額最大，技術(shù)含量最高的應(yīng)屬澆注料，特別是高性能致密耐火澆注料。隨著耐火材料行業(yè)的進步，澆注料經(jīng)歷了由 普通澆注料到低水泥澆注料到超低水泥澆注料以及到無水泥澆注料的發(fā)展，相應(yīng)結(jié)合劑由采用水玻璃、礬土水泥、磷酸鹽類等發(fā)展到采用少量純鋁酸鹽水泥與活性微粉和添加劑結(jié)合起來使用，大大改進和提高了澆注料的性能，使得澆注料的應(yīng)用范圍越來越廣。 因此，研究氣孔賦存狀態(tài)對于耐火材料特別是澆注料熱學(xué)性能的影響，對澆注料的優(yōu)化設(shè)計、提高澆注料的使用性能、延長其使用壽命具有指導(dǎo)意義。 三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及國內(nèi)現(xiàn)有工作基礎(chǔ) 氣孔一般分為閉口氣孔、開口氣孔和貫通氣孔，它們的分布及特征與各自的形成原因緊密相關(guān)。耐火原 料在熱處理前，氣孔表現(xiàn)為量多孔小，以分散分布為主，形態(tài)上以不規(guī)則孔洞為主。經(jīng)熱處理后，氣孔數(shù)量有所減小，但孔徑明顯增大，有時會被玻璃相所填充，分布不均，形態(tài)則以圓形或橢圓形為主。若氣孔來源于晶體的二次結(jié)晶，則多以斑晶內(nèi)包裹氣孔的形式出現(xiàn)，且常位于斑晶的中央，并沿著斑晶邊緣的方向逐漸減少，甚至在邊緣上沒有氣孔的存在。 熱導(dǎo)率 熱導(dǎo)率（又稱導(dǎo)熱系數(shù)）是反映材料熱性能的重要物理量，是工程熱物理、材料科學(xué)、固體物理及能源、環(huán)保等各個研究領(lǐng)域的課題。無機材料中熱傳導(dǎo)機構(gòu)和過程很復(fù)雜，其熱導(dǎo)率主要受溫度、氣孔、晶體結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成等因素的影響。 導(dǎo)熱系數(shù)對使用于高溫條件下的耐火材料來說更具有重要的意義，特別是對于要求保溫性能的耐火材料和高導(dǎo)熱性能的含碳及碳化硅質(zhì)耐火材料，導(dǎo)熱系數(shù)是一項關(guān)鍵技術(shù)指標。 氣孔對熱導(dǎo)率的影響非常復(fù)雜，在溫度不很高的條件下，如果氣孔率不大，氣孔孔徑很小，且可認為均勻分散在澆注料中，氣孔可看作是澆注料連續(xù)相中的分散相，
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