輕質六鋁酸鈣的低溫制備及性能研究.pdf

1、輕質耐火材料因具有氣孔率高、導熱系數低、熱容量小等特點,大多應用于高溫設備(或窯爐)的內襯以實現降低熱散失，節(jié)能環(huán)保的目的。而耐高溫、抗還原氣氛或堿蒸氣腐蝕與否，成為某些苛刻條件下能否采用輕質耐火材料的制約環(huán)節(jié)。六鋁酸鈣(CA6)具有高熔點、良好的抗堿性、抗還原氣氛侵蝕等優(yōu)良性能，是上述苛刻條件下首先的輕質耐火材料。開發(fā)輕質六鋁酸鈣耐火材料，并利用其研制高性能的六鋁酸鈣輕質磚，可以彌補傳統(tǒng)硅鋁質輕質磚在這些方面的不足。傳統(tǒng)制備六鋁酸鈣的

2、方法受到煅燒溫度高、對設備要求高等因素的限制，阻礙了六鋁酸鈣在高溫行業(yè)的應用和發(fā)展。本課題研究尋找一種能在較低溫度下制備出性能優(yōu)越的輕質六鋁酸鈣保溫隔熱材料的方法。
　　以工業(yè)氫氧化鋁、氫氧化鈣和造紙白泥為原料，采用濕法共磨、烘干、成球、水熱合成和低溫煅燒相結合的二步法來制備六鋁酸鈣輕質骨料和輕質磚。研究了原料配比、水熱處理溫度、原料粒度、保溫時間和煅燒溫度對所制備的前驅體及生成的六鋁酸鈣微觀形貌和性能的影響；通過物相組成、孔徑分

3、布、體積密度、強度、顯氣孔率及顯微結構表征了六鋁酸鈣輕質骨料的性能。研究表明：配料經200℃水熱處理、1450℃保溫3小時可制備出輕質六鋁酸鈣保溫隔熱耐火材料。其中，輕質六鋁酸鈣的孔徑分布為0.4μm～1.4μm之間，孔隙率為79.36％比未經水熱處理所得樣品的孔隙率大46.79%。說明水熱處理是生成輕質六鋁酸鈣的重要影響因素。前驅體中三水鋁石發(fā)生晶相轉變的溫度為175℃，這種晶相轉變使得板狀三水鋁石轉變?yōu)槿S薄片狀薄水鋁石。
　

4、　用造紙白泥制備輕質六鋁酸鈣時，在1350℃開始出現六鋁酸鈣的衍射峰，在1450℃時六鋁酸鈣開始大量生成并且成為主晶相。造紙白泥作為鈣源時前驅體中三水鋁石轉變?yōu)楸∷X石的初始溫度為175℃，水熱處理溫度為200℃時三水鋁石完全轉變?yōu)楸∷X石。水熱處理溫度200℃所得前驅體于1500℃煅燒3小時六鋁酸鈣晶體大量生成，形成的晶體結構完整、晶體顆粒分布均勻、顆粒尺寸為1～2μm、厚度只有幾十納米的六鋁酸鈣材料。
　　制備出的六鋁酸鈣骨料