发泡法制备莫来石基轻质保温材料及其性能研究

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轻质保温材料已大量应用于高温工业窑炉,但随着窑炉温度升高以及窑炉的轻量化,使保温材料的保温性能变差和高温使用寿命缩短。因此,开发新型高温隔热材料势在必行。本文以莫来石微粉、软质粘土、硅微粉为原料,研究了发泡方式、铝酸盐水泥、莫来石纤维对莫来石轻质保温材料性能的影响,结果表明:采用直接发泡法制备的试样容重和耐压强度优于分步发泡法制备的试样。随铝酸盐水泥量的增加,烧后试样的容重小幅下降、耐压强度降低,主要因为在加热过程中水泥水化产物结合水脱除时,导致烧后试样孔壁出现收缩所致。在实验范围内,当铝酸盐水泥为20wt%时,试样具有相对高的力学性能及小的烧后线收缩率。添加莫来石纤维对轻质保温材料性能的影响研究表明:随莫来石纤维加入量的增加,材料容重下降、耐压强度降低,导热系数变小,主要因为材料中的孔洞数量增加,基质连续性降低,使得材料的容重和强度降低、导热路径变长所致。当材料结构中存在独立的小孔或微孔时,单位面积中可容纳的孔洞数量就越多,材料基质连续性越差,材料结构中存在小孔洞时,单位面积中可容纳的孔洞数量就越少,热量传递的路径较短。与商品莫来石多孔砖相比,制备的莫来石发泡样品具有更高的使用温度(1200℃),在各个温度段由更好的隔热性能。在400-1000℃测试温度下,莫来石发泡试样比莫来石多孔砖具有更长久而稳定的热疲劳寿命。
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