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首页 > 行业新闻 > 【淄博耐火材料展】按照材质分类,耐火材料主要被分为这几种


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耐火材料按照成分、形态、材料性质不同有多种分类方式,其种类繁多。按照材料的酸碱特性分类,耐火材料可分为酸性耐火材料和碱性耐火材料;根据化学组分不同,耐火材料分为硅石材质、硅酸铝盐材质、镁质材质、镁尖晶石质材质、镁铬质材质、镁白云石质材质、白云石材质、碳复合材质等,各种耐火材料的性质如表1所示。

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根据耐火材料组分不同,主要有:含碳化硅质(SiC)耐火材料、氧化铝质耐火材料、镁质耐火材料和陶瓷多孔隔热材料。

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碳化硅质耐火材料
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碳化硅质耐火材料(SiC)一般在受高温后表面能形成一定厚度的氧化硅层,能够避免SiC晶粒受到侵蚀,其中氧气(O2)和水蒸气(H2O)等对氧化硅的形成具有促进作用。若使用温度范围已达到1200℃以上时,硅质结合剂结合的碳化硅质耐火材料(SiC)比与氮化物结合的碳化硅质耐火材料(SiC)更能适应。

碳化硅质耐火材料(SiC)中的颗粒分布、成分含量等多种因素影响着此材料的抗氧化性。通过对耐火材料颗粒的分布和粒径进行改进,添加不同的抗氧化剂,研制出了4种不同的碳化硅质耐火材料(SiC)。在碳化硅耐火材料的原料中分别添加不同功能的复合结合剂(包括增塑性、耐高湿和增加湖体强度的复合添加剂)、增柔剂和增强剂后,分别制成6种不同的耐火材料,并对耐火材料的各项性能指标进行测试。实验发现其中2种添加剂具有相应的増强作用。

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氧化铝质耐火材料
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氧化铝质耐火材料(Al2O3)中氧化铝含量的不同决定了其耐火材料具有不同的应力强度。对MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料的抗侵蚀减薄性能进行了研究,结果表明MgO基尖晶石和Al2O3基尖晶石耐火材料更适用于碱炉而减薄不明显,而含铬的耐火材料减薄相对明显。采用纯铝酸钙水泥为结合剂,以特级矾土熟料、焦宝石和致密电熔刚玉为原料,制成莫来石耐火材料。采用以高铝水泥作为结合剂和轻质砖破碎颗粒作为主要原料,制备出的轻质浇筑料可用于焚烧炉保温。研究发现,添加Cr2O3或应用预反应铬刚玉颗粒制成含有5%Cr2O3的铬刚玉制品抗侵蚀性能高。

以MgO、NiO作为添加剂,研制出1种Al2O2-MgO-NiO质耐火材料,并在抗渣侵蚀减薄性能方面与含铬耐火材料进行了测试比对,发现其抗渣侵蚀减薄效果与含30%氧化铬的Al2O2-Cr2O3耐火材料相近。研究氧化铅质耐火材料的抗HCl侵蚀性能和抗渣性能,并分析了碱渣的侵蚀机理。实验发现,空气条件下,氧化铝质耐火材料表面形成了碱性氧化物的玻璃相。考虑含铬材料容易污染环境,将Y2O3引入到高铝浇注料中,就此新型高铝浇筑料在熔渣侵蚀情况下烧成前后的抗折强度方面分析了抗侵蚀性能,并与传统Al2O2-Cr2O3浇筑料进行比对。结果发现,由于Al2O3和Y2O3反应生成的致密的保护层可阻止熔渣的渗透性进而保护了耐火材料,故其抗渣侵蚀性能更优。

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镁质耐火材料(MgO)
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镁质耐火材料(MgO)的耐火性能突出,其中MgO-C制品具有巨大市场前景。在MgO-Al2O3质耐火材料中添加ZrO2,并研究了添加ZrO2对耐火材料性能的影响。以MgO和ZrO2为原料,将MgO和Al2O3以两种方式加入尖晶石中,从而制备出新型的MgO-MgO•Al2O2-ZrO2浇筑料。研究表明当MgO和Al2O3的加入量为8%时形成的浇筑料的抗侵蚀性能最好。通过比较发现,Al2O2-Cr2O3材料的抗侵蚀性能不如新型MgO-MgO•Al2O2-ZrO2浇筑料。其中硅酸铝材质中的高铝质耐火材料由于其适应性及经济性,在火电厂、煤厂、水泥窑厂得到了广泛的应用。

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陶瓷多孔隔热材料
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陶瓷多孔隔热材料具有均匀分布的孔隙,气孔率高、体积密度小,具有发达的比表面积及独特的性能,相比于金属热防护结构,陶瓷多孔隔热瓦热膨胀系数较低,即使温差很大时,也不会产生很大的热应力而使材料变形。同时由于防热层密度越低,防热层效率越高、质量越小,陶瓷多孔隔热瓦的低密度可以给飞行器带来更好的机动性、增加更多的有效载荷、承受更高的温度。相比于柔性热防护结构,陶瓷多孔隔热瓦则可承受更高的热流密度,承受一定的载荷,并且可以保持飞行器的气动外形保持不变。陶瓷多孔隔热瓦热防护结构基于上述优点,在可重复使用的运载器上得到了广泛应用,占据了航天飞行器热防护系统中的绝大部分。按照材料内部结构,可将陶瓷多孔隔热材料分为陶瓷纤维隔热材料和陶瓷孔隙隔热材料两类。

陶瓷纤维隔热材料

陶瓷纤维隔热材料是使用具有耐化学腐蚀性、抗热震性、高温抗蠕变性,耐温性好、隔热性能好、蓄热小、导热系数小的陶瓷纤维与烧结助剂、粘结剂、分散剂等按一定比例混合搅拌后,通过抽滤或模压等工艺成型,再通过干燥以及高温烧结等工艺制备出的一种高效隔热材料。目前选用较多的纤维材料包括莫来石纤维、氧化铝纤维、硅酸铝纤维和石英纤维等。

陶瓷孔隙隔热材料

陶瓷孔隙隔热材料是一类有较多孔洞的陶瓷材料,具有化学稳定性好、机械强度高、刚度高、熔点高等无机材料的特性,同时由于材料中较多的空洞,使其具有良好的隔热效果。多孔陶瓷有多种制备方法,包括添加造孔剂法、挤压成型法、颗粒堆积法、溶胶凝胶法、有机泡沫浸渍法、发泡法、冷冻干燥法、凝胶注模法等。多孔陶瓷的高效隔热性能主要是通过材料本身性能和调整孔洞结构来达到。就材质而言,目前选用比较多的是硅质材料,如二氧化硅、硅酸钙等,其次是氧化锆、氧化铝。