莫来石晶须隔热材料制备与性能研究

发布时间：2021-10-17 16:14

　　我国冶金、建材、化工等高温工业能耗高,占全国总能耗的25%以上,占工业总能耗约60%。在高温工业生产过程中,除了热源构成、烧结制度、窑炉结构等,耐火材料,尤其是隔热材料的性能对于高温工业装备与流程的节能降耗具有重要影响。莫来石质隔热材料具有耐高温、容重低、节能效果显著等优点,广泛用于各种高温热工装备的隔热衬层。然而,莫来石质隔热材料仍然存在容重和强度不匹配、隔热性能仍需改善、还原气氛下不稳定等问题,严重制约了其应用和发展。为解决上述问题,本文开展以莫来石晶须为主体的隔热材料制备研究,继承晶须高强度、高韧性的优点,改善微观结构、提高隔热能力。本文利用莫来石晶须的形成过程的特点,研究晶须的生长状态与隔热材料显微结构、热力学性能的关系,并以此为基础,改善莫来石晶须隔热材料的热学、力学及抗CO侵蚀性能。研究结果如下:（1）对比研究了Al F₃?5H₂O和V₂O₅对莫来石晶须生长过程的影响。AlF₃可以促进气相反应物生成,莫来石晶须生长遵循的是V-S机理,反应物通过气相传输,Al F

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Al2O3-SiO2二元相图

莫来石晶体结构图

在V-S-L机理里,晶须的形成需要作用于气-固原料的介质,催化剂液滴可以起到这种介质的作用。催化剂通常具有较低的熔点,能在较低温度下形成液滴,在气-固反应物之间形成对气体具有高容纳度的V-L-S界面,气体原料溶解到催化剂液滴中,达到饱和后在基体表面会析出晶体形成晶核,随着气相反应物不断被吸附析出,形成晶须且晶须不断向上生长,圆形的催化剂液滴不断被抬高,因此晶须长大后催化液滴会留在顶端,能被明显观察到,这是V-S-L机理重要的特征,如图1.3。采用V-L-S机理生长的晶须生长速度要一般比采用V-S机理生长的晶须要快,并且晶须的形成温度也更低。L-S机理认为,晶须形成过程类似于晶粒形成过程,包含成核和生长两个过程。晶须形成是首先在具有螺旋位错的基质处形成晶核,然后原料通过液相进行物质传输运输到晶核点,随着晶核长大形成晶须,该过程分为:反应微区形成、成核、晶核长大、晶须形成四个阶段。该机理中物质传输是以液相为介质,液相的特征对晶须生长速度和状态影响显著。


本文编号：3442051