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      輕質氧化鋁空心球陶瓷的制備、結構與性能介紹

           

          輕質氧化鋁空心球陶瓷具有熏燒線收縮率低、荷熏軟化軟化溫度高、使用溫度高、耐壓強度高等特性,不但可以做隔熱層,與火焰直接接觸,而且原材料豐富、性價比高,已被認為是當今最有發展前途的高溫隔熱材料。目前,對氧化鋁空心球陶瓷的研究主要集中在其宏觀性能上,不同研究者得到的結果差異較大,穩定性差。因此,有必要從氧化鋁空心球的制備工藝及微觀結構等方面著手進行系統而深入的研究。
          隔熱材料、輕質氧化鋁空心球陶瓷的隔熱機理、制備工藝及種類等的特點及現狀,在此基礎上,著重延研究了氧化鋁空心球陶瓷顯微結構和力學性能,優化配方和工藝生產出綜合性能好的輕質氧化鋁空心球陶瓷。
          對氧化鋁空心球的顯微結構、特性以及結合劑的基本特性進行系統的研究表明,氧化鋁空心球由很多小晶體構成,晶相為&alpha;氧化鋁型,晶粒生長良好、尺寸大小均勻,平均尺寸約為50微米,晶粒之間結合不緊密,有裂紋和孔隙等缺陷,氧化鋁空心球耐壓輕度的離散性大,平均耐壓強度為15.7N。鋁膠結合劑經500℃熱處理分解成80~200納米高活性&gamma;-氧化鋁粉體;硫酸鋁銨和硫酸鋁結合劑經900℃熱處理分解形成納米&gamma;-氧化鋁粉體,其BET粒徑分別為6.2nm和6.7nm;磷酸結合劑和&alpha;氧化鋁微粉經900~1550℃熱處理反應生成方石英型AlPO4;硫酸鋁銨和磷酸復合結合劑反應生成的物相與熱處理溫度有關,900℃時形成偏磷酸鋁(Al(P03)3),1200℃時部分偏磷酸鋁分解形成鱗石英型磷酸鋁,1700℃時則生成高溫相方石英型AlPO4。
          對輕質氧化鋁空心球陶瓷破壞的研究表明,陶瓷破壞與結合劑種類、破壞方式有關。首次發現在機械應力作用下,斷裂方式取決于陶瓷強度,高強度為穿球破壞,低強度以沿球斷裂為主;在熱震應力作用下,斷裂方式取決于結合劑種類,氧化鋁粉系結合劑以沿球斷裂為主,磷酸鋁系以穿球斷裂為主。輕質氧化鋁空心球陶瓷具有良好的抗高溫蠕變性能,本次試驗的輕質氧化鋁空心球陶瓷的荷重軟化溫度超過1700℃。
          從輕質氧化鋁空心球陶瓷的微觀結構、力學性能等分析表明,氧化鋁空心球和&alpha;氧化鋁微粉的填充特性對輕質氧化鋁空心球陶瓷的密度起決定作用,陶瓷中燒結僅發生在氧化鋁空心球和&alpha;氧化鋁微粉相互之間的接觸部分,形成三維的網狀接觸結構,提高制品熱震性能,降低重燒線收縮率。本產品可作為高溫窯爐結構內襯,能有效降低能耗、提高生產效率和延長爐齡。(如有侵權,請聯系本站。)

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