孔狀態(tài)對鋁硅系耐火原料影響的研究科技攻關(guān)項(xiàng)目可行性研究報告-wenkub
2023-05-25 15:24:48 本頁面
【正文】 、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(jìn)行了大量的研究。 耐火材料的熱學(xué)性質(zhì)，包括熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性等，不僅對耐火材料的制備有重要意義，還直接影響著它們在工程上的應(yīng)用。即耐火材料是用作高溫窯爐的結(jié)構(gòu)材料，以及工業(yè)用高容器和部件的材料，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化及機(jī)械作用。 耐火材料一般有兩大作用：一是作為高溫容器用以容納高溫物質(zhì)，并能承受相應(yīng)的物 料與耐火材料之間的物理變化及機(jī)械作用。在制造和使用過程中進(jìn)行熱處理時，熱容和熱導(dǎo)率決定了耐火材料基體中溫度變化的速率。事實(shí)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)。 熱膨脹系數(shù)（ coefficient of thermal expansion, CTE）是耐火材料體積穩(wěn)定性的重要表征，也是衡量材料高溫使用性能的重要指標(biāo)，其將直接影響到耐火材料的熱震穩(wěn)定性和高溫下的應(yīng)力分布和大小等。高溫工業(yè)對耐火制品的熱震穩(wěn)定性指標(biāo)重視程度越來越高，尤其是對使用在溫度變化頻繁且溫差較大的環(huán)境中的耐火制品，提出了嚴(yán)格的要求。 2. 攻關(guān)目標(biāo)和內(nèi)容 本項(xiàng)目以陽泉地區(qū)不同品位天然高鋁礬土及以高鋁礬土為主要原料制備的合成鋁硅系耐火原料為載體，通過對比、研究人工合成及天然鋁硅系耐火原料孔狀態(tài)的差異性，研究在使用中由于這種差異性對耐火材料熱導(dǎo)率、熱膨脹、熱震穩(wěn)定性的影響，尋求鋁硅系耐火原料所需合理的孔狀態(tài)，進(jìn)而探索在實(shí)際生產(chǎn)中人為干預(yù)控制孔狀態(tài)的有效途徑，最終獲得人為干預(yù)控制孔狀態(tài)獲取理想鋁硅系耐火原料。事實(shí)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)?？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。 2. 項(xiàng)目的市場需求分析 上世紀(jì)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。 LSSHAEFER 認(rèn)為：把補(bǔ)強(qiáng)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。 實(shí)踐證明，澆注料除具有整體性好、抗剝落等優(yōu)點(diǎn)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(fèi)用。 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)。 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。楚雷田、楊丁熬等人的譯作也證明，高鋁質(zhì)耐火材料熱導(dǎo)率隨總氣孔率或顯氣孔率的增加呈指數(shù)關(guān)系下降。在耐火材料領(lǐng)域， CTE 是材料體積穩(wěn)定性的重要表征，也是衡量材料高溫使用性能的重要指標(biāo)，其將直接影響到耐火材料的熱震穩(wěn)定性和高溫下的應(yīng)力分布和大小等。 J. B. Austin 在研究氣孔率對材料熱膨脹性能的影響時列出了氣孔在材料內(nèi)分布的兩種極端狀態(tài)：彌散狀態(tài)和不規(guī)則分布狀態(tài)。這時，材料的熱膨脹系數(shù)與顆粒尺寸、各向異性程度以及顆粒間結(jié)合的強(qiáng)弱等許多因素相關(guān)，因而還未找到一個通用的計算熱膨脹系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。熱震穩(wěn)定性是評價耐材高溫使用性能的重要指標(biāo)，熱震穩(wěn) 定性越高，使用性能越好。 張清純對 AYTZP陶瓷的 研究表明了抗熱震損傷參數(shù) R 39。對評價材料動態(tài)損傷的有效性。 1）適當(dāng)?shù)哪突鹬破窔?孔率 2）控制原料的顆粒級配，并選擇低膨脹、高導(dǎo)熱的原料 3）增加微細(xì)裂紋并形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 4）添加纖維或晶須，對耐火材料增強(qiáng)增韌 耐火材料的抗熱震性問題是很復(fù)雜的，至今未能建立起一個十分完善的理論。氣孔可鈍化裂紋、改變裂紋擴(kuò)展的方向，還可減小熱應(yīng)力的集中，從而有利于改善材料的抗熱震損傷性能。 3. 項(xiàng)目的技術(shù)關(guān)鍵，包括技術(shù)難點(diǎn)、創(chuàng)新點(diǎn) 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。 五、
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