凝膠注模莫來石隔熱材料的制備與性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、n摘要摘要隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展,環(huán)境污染和資源枯竭越來越受到人們的重視,降低高溫窯爐的能耗也成為人們關(guān)注的重點(diǎn),這就急切要求我們開發(fā)出具有較高力學(xué)性能、更低熱導(dǎo)率的新型隔熱耐火材料。本文采用礬土與硅灰做原料,聚苯乙烯球做造孔劑,通過水基丙烯酰胺體系凝膠注模制備莫來石隔熱材料;研究料漿的流變性來確定最佳固相含量、pH值和分散劑用量;分析膠凝機(jī)理和膠凝時間來確定最佳催化劑和引發(fā)劑用量;研究坯體的DSCTG曲線,以及各個溫度下燒結(jié)樣品的

2、XRD曲線,確定材料的燒結(jié)工藝;研究單體含量、體積密度、造孔劑大小和燒成溫度對樣品性能與結(jié)構(gòu)的影響;建立有效熱導(dǎo)率計(jì)算模型,分析材料氣孔率、造孔劑粒徑大小和測試溫度對材料熱導(dǎo)率的影響。主要結(jié)果如下:當(dāng)固相含量為60v01%、pH值為9、分散劑加入量為O33wt%時,料漿具有較高的固相含量和最佳流變性;考慮到方便操作和提高生產(chǎn)效率,若料漿的凝膠時間為O5h,引發(fā)劑與催化劑最佳加入量分別為0035wt%與O05wt%。有機(jī)物分解溫度區(qū)間為2

3、85℃~600℃,而莫來石化溫度為1000℃~1400℃之間,莫來石相在1550℃成為主晶相,此時燒結(jié)材料耐壓與抗折強(qiáng)度分別高達(dá)17MPa和08Mpa(O4g/cm3),微觀結(jié)構(gòu)較均勻,晶體發(fā)育較完整,并產(chǎn)生許多納米級整齊排列的晶粒層,所以試驗(yàn)范圍內(nèi)最佳燒結(jié)溫度1550℃。通過引用Budiansky的自協(xié)調(diào)理論建立模型分析認(rèn)為:降低基質(zhì)材料的氣孔率和細(xì)化晶粒是同時提高強(qiáng)度和韌性的一個有效手段。這也是實(shí)驗(yàn)中材料獲得較高強(qiáng)度的主要原因。通過

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