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高技术耐火原料粉体的合成方法详解

   2022-09-27 鑫地耐材560
导读

现代高技术耐火材料已成为高技术陶瓷的一部分。当物质到一定程度下,它表现出与传统材料不同的奇异性能。要获得高技术的耐火材料,应该采用高纯、超细,组分均匀和少团聚或软团聚的均一球型粒子活性粉末。同时将这些

 

现代高技术耐火材料已成为高技术陶瓷的一部分。当物质到一定程度下,它表现出与传统材料不同的奇异性能。要获得高技术的耐火材料,应该采用高纯、超细,组分均匀和少团聚或软团聚的均一球型粒子活性粉末。



同时将这些耐火原料粉体添加到传统的耐火材料中,对其烧结性能、微观结构和使用性能都会产生重要影响。高技术耐火原料粉体的合成以及其对传统耐火材料性能的影响是现在和将来耐火材料领域的研究重点。粉体可细分为粉粒体、微粉体和超微粉体,并可进一步细分。



用于制备1μm以下耐火原料超细粉末的方法有固相法、液相法与气相法。



固相法工艺简单,在满足产品质量的前提下,采用此法可使成本大大降低,如莫来石微粉的合成,可实现工业化大生产,但达到超纯高细尚有困难。考虑到操作条件和原料来源、生产成本等,液相法是合成高纯超细粉体较理想的方法,尤其是溶胶-凝胶法是温室左右的一系列化学反应,易于实现与控制,原料基本上都是醇盐,纯度较高。该方法具有许多独特的优点,受到国内外普遍重视与应用。气相法的优点是生成粉料不需要进行粉碎,颗粒分散性好,纯度高,特别适合于制备氮化物、碳化物与硼化物。



目前应用较多的耐火原料粉体有SiO2、Si3N4、SiC、ZrO2和Al2O3。其中Si3N4和SiC高温下强度大、抗热冲击及抗氧化,是理想的高温工程材料;加入部分稳定剂(Y2O3、CaO、MgO)后ZrO2材料强度与韧性极高;Al2O3是用量最大的材料,可作为耐磨耐高温的机械部件。



耐火材料的性质取决于其性质,它是评价耐火原料的质量标准,也是选择耐火原料的依据。耐火原料的性质一般包括化学矿物组成、物理性质、公益性质及热学性质等。



一些发达国家天然原料使用量在减少,而高纯合成原料用量在不断增长,其原因是大量使用合成原料的不定形耐火材料比例在增加,而大量使用天然原料的黏土砖、高铝砖、锆英石砖产量在减少。另外,用户对耐火材料使用寿命延长有更高的要求,这方面高纯合成原料更能满足需要。



以下是最近发展的有代表性的几种合成原料:



(1)用高岭土和工业氧化铝作原料经湿法研磨真空挤压成球然后在高温下煅烧制成的莫来石基熟料,具有良好的热机械性能,在窑具以及不定形耐火材料方面具有很好的应用前景。



(2)同样用高岭土和荷性镁砂作原料,经湿法研磨,真空挤压成球,然后高温煅烧,能得到晶体发育良好的堇青石熟料,在窑具方面具有很好的应用前景。



(3)由于洁净钢、低碳钢、高氧钢以及不锈钢的发展,使得含游离钙的碱性耐火材料在逐渐受到重视。例如。镁-钙熟料。



(4)矾土基电熔刚玉和矾土基电熔莫来石,矾土基电熔莫来石-氧化锆以及电熔刚玉-氧化锆,电熔氧化镁-氧化锆等合成原料也得到迅速发展。



(5)值得一提的是一种球状致密空心合成莫来石骨料正在不定形耐火材料生产中应用。该材料的特点是其空心外壳壁厚0.2-5MM,直径1.5MM-40MM,其表面可以光滑、平整,也可粗糙、凹凸不平,球壳可以是单层,也可以是双层。表面突出的部位可以是致密的,也可以是空心的。因此在浇注料中应用不仅能改善材料的隔热性能,而且能降低体积密度而不破坏其强度。


    

 
(文/小编)
 
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