高强低导热六铝酸钙轻质隔热材料的制备研究

发布时间：2017-10-12 04:10

  本文关键词：高强低导热六铝酸钙轻质隔热材料的制备研究

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【摘要】：近年来,轻质隔热耐火材料在高温行业的使用迅速增加,其制备研究也逐渐趋于多样化,高强低导热已经逐渐成为轻质隔热材料性能的研究主题。本研究以活性氧化铝微粉、纳米碳酸钙为主要原料,外加复合结合剂,采用泡沫法制备高强低导热六铝酸钙轻质隔热材料。研究过程分为以下三部分:a)通过对碳酸钙分解温度的热力学计算、活性氧化铝微粉和纳米碳酸钙混合料的高温物相分析、烧后试样物相分析、真密度检测以及显微结构观察,研究活性氧化铝微粉和纳米碳酸钙之间的反应过程,从而对本研究中六铝酸钙的形成生长历程进行了理论分析;b)采用泡沫法制备六铝酸钙轻质隔热材料,对所制备试样的物理性能、物相分析以及显微结构进行了研究,并分析了试样中六铝酸钙形成动力学;c)研究了不同硅微粉加入量对六铝酸钙轻质隔热材料各项性能的影响。研究结果表明:(1)二铝酸钙和氧化铝在1300℃时生成六铝酸钙,六铝酸钙在1450~1500℃大量形成,当温度高于1500℃时,六铝酸钙继续生长,其晶粒呈片状。(2)烧成温度为1450~1600℃时,随着烧成温度的升高,试样的体积密度和耐压强度先降低后增大,且均在1500℃时最低;真密度从1450~1500℃逐渐增大,随后基本稳定在3.72g/cm~3;随着复合结合剂加入量的增加,试样生坯收缩率减小,复合结合剂加入量为10wt%时,试样耐压强度最高;随着泡沫加入量的增加,试样的烧后线变化、体积密度、抗折强度、耐压强度和热导率等物理性能均降低。当烧成温度为1550℃,复合结合剂加入量为10wt%,泡沫加入量为400mL/kg时,所制备试样的体积密度为0.78g/cm~3、抗折强度为1.58MPa、耐压强度为6.64MPa、300、600、900oC的热导率分别为0.167、0.177、0.187w/(m·k)。(3)硅微粉的加入可明显增大试样的体积密度,并提高其抗折强度、耐压强度、热导率以及弹性模量;随着硅微粉的加入量从0wt%增加到1.0wt%,试样的体积密度增长率为49%,抗折强度和耐压强度的增长率分别为338%和237%,高温弹性模量虽然也逐渐增大,但是其稳定性却逐渐降低;硅微粉加入量为0.5wt%时,试样高温弹性模量得到明显提高且随温度变化较稳定。
【关键词】：六铝酸钙 轻质隔热材料 形成生长历程 性能
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ175.7
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 文献综述10-20
• 1.1 前言10-11
• 1.2 轻质隔热材料的发展与制备方法11-13
• 1.2.1 燃尽物法11-12
• 1.2.2 泡沫法12-13
• 1.2.3 原位成孔法13
• 1.3 纳米CaCO_3的性质及应用13-14
• 1.4 CA_6及CA_6轻质隔热材料的发展14-18
• 1.4.1 CA_6简介14-16
• 1.4.2 CA_6轻质材料研究现状16-18
• 1.5 本课题的提出18-20
• 第二章 CA_6形成生长历程研究20-28
• 2.1 试样制备与性能检测20
• 2.2 结果与分析20-26
• 2.2.1 碳酸钙分解温度计算20-21
• 2.2.2 高温物相分析21-22
• 2.2.3 烧后样品物相分析22-24
• 2.2.4 真密度24-25
• 2.2.5 显微结构25-26
• 2.3 纳米CaCO_3与Al_2O_3微粉的反应过程26-28
• 第三章 温度对CA_6轻质隔热材料性能的影响28-38
• 3.1 试样制备与性能检测28-29
• 3.2 结果与讨论29-36
• 3.2.1 物理性能29-32
• 3.2.2 物相分析与CA_6晶格常数计算32-33
• 3.2.3 显微结构33-34
• 3.2.4 CA_6形成过程动力学分析34-36
• 3.3 本章小结36-38
• 第四章 泡沫加入量对CA_6轻质隔热材料的影响38-42
• 4.1 试样制备与性能检测38
• 4.2 结果与讨论38-41
• 4.2.1 物理性能38-40
• 4.2.2 显微结构40-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 SiO_2微粉对CA_6轻质隔热材料性能的影响42-52
• 5.1 SiO_2的助烧原理42-44
• 5.2 试样制备与性能检测44
• 5.3 结果与讨论44-51
• 5.3.1 物理性能44-46
• 5.3.2 高温弹性模量46-47
• 5.3.3 物相与化学成分分析47-48
• 5.3.4 显微结构分析48-51
• 5.4 本章小结51-52
• 第六章 总结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-59
• 附录1 攻读硕士期间取得的科研成果59

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本文编号：1016567