新型钙长石轻质耐火材料的制备工艺研究

论文摘要

本文以德国进口钙长石轻质耐火砖Jm23的性能数据为参照目标,以独创的化学发泡硅溶胶凝胶浇注成型法,研究制作钙长石质轻质耐火材料的工艺。以煅烧矾土、煅烧高岭土和硅灰石为主要原料,合成钙长石质的耐火材料。实验采用植物蛋白作为发泡剂,研究了各种因素对发泡法硅溶胶凝胶浇注成型工艺的影响,实验表明:采用15ml植物蛋白发泡剂母液配入85ml水中,即15wt%浓度的发泡剂效果最好;阿拉伯树胶作为稳泡剂可以产生如奶酪状稳定的泡沫,当含量为1.2%时,泡沫的稳定性达到最好;以25%硅溶胶作为胶凝剂,10%硫酸铝为促凝剂可以使混合了配料的泡沫泥浆迅速凝胶成型;各添加剂加入的顺序为:先加入聚乙烯醇（PVA）、硫酸铝溶液、阿拉伯树胶液,再加入配料、陶瓷纤维,最后加入发泡剂,获得硅溶胶胶凝结合的轻质砖性能较好;而陶瓷纤维作为坯体增强,还可以提高制品的常温耐压强度和抗折强度;本实验钙长石质轻质耐火材料的烧成温度确定为1280℃。通过XRD衍射分析:制品的主晶相是钙长石;对制品的性能测试:容重最轻可达到400 kg·m-3并能够在400～500 kg·m-3之间调节,其常温耐压强度可达到1.3MPa,抗折强度为0.98 Mpa,相较德国进口钙长石轻质耐火砖Jm23砖的强度有所提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 本课题的背景和意义
• 1.2 本课题主要解决的问题
• 2 文献综述
• 2.1 国内外耐火材料的发展状况
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 耐火材料的分类
• 2.2 轻质耐火材料的简介
• 2.2.1 轻质耐火材料的分类
• 2.2.2 轻质耐火材料的优缺点
• 2.2.3 轻质耐火材料制品
• 2.2.4 轻质耐火材料的制造方法
• 2.3 发泡技术在耐火材料上的发展与应用
• 2.3.1 蛋白质发泡剂的种类
• 2.3.2 发泡剂蛋白质的性质
• 2.3.3 如何提高泡沫性质
• 2.4 纤维增强轻质材料
• 2.4.1 纤维分散方法
• 2.4.2 纤维增强机理
• 3 实验
• 3.1 实验原理、仪器及原料
• 3.1.1 实验原理
• 3.1.2 实验原料
• 3.1.3 实验仪器
• 3.2 材料结构与性能测试
• 3.2.1 X 射线衍射结构测试
• 3.2.2 SEM 扫描电子显微镜结构测试
• 3.2.3 抗折强度和抗压强度的测定
• 3.2.4 体积密度的测定
• 3.2.5 热膨胀系数的测定
• 3.2.6 导热系数的测定
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 原料的选择和处理
• 3.3.2 发泡剂种类的确定
• 3.3.3 稳泡剂稳泡性能研究
• 3.3.4 添加剂加入顺序的确定
• 3.3.5 搅拌时间的设定
• 3.3.6 氧化铝纤维的加入量的探索
• 3.3.7 试样干燥过程的工艺探讨
• 3.3.8 烧制温度的确定
• 4 实验结果分析与讨论
• 4.1 发泡剂水含量对发泡剂发泡效果的影响
• 4.2 阿拉伯树胶对泡沫稳定性能的影响
• 4.3 各试剂加入顺序对泥浆性能的影响
• 4.4 氧化铝纤维的加入量对泥浆及样品性能的影响
• 4.5 搅拌时间对材料性能影响
• 4.6 烧制温度对样品性能的影响
• 4.7 样品的结构、外观和组成表征
• 4.7.1 XRD 分析
• 4.7.2 轻质钙长石耐火材料的SEM 分析
• 4.8 样品性能指标表征
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读工程硕士期间发表的论文