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    • 納米氧化物在耐火材料中的應用
    納米氧化物在耐火材料中的應用


    耐火材料指的是耐火度超過1580℃的無機非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在無荷重情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。

    耐火材料歷史悠久。耐火材料結合高溫技術出現,大約起源于青銅器時代中期;中國東漢時期,出現用粘土質耐火材料做燒瓷器的窯材與匣缽;20世紀初,耐火材料向高致密、高純、超高溫制品方向發展。同時,完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料與耐火纖維出現?,F代,隨著空間技術、原子能技術、新能源技術的發展,具有耐高溫、耐沖刷、抗腐蝕、抗熱振等綜合優良性能的耐火材料得到應用。

    耐火材料種類繁多。按照化學特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料;按照耐火度的高低分為普通耐火材料(15801770℃)、高級耐火材料(17702000℃)及特級耐火材料(2000℃以上)。另外,還有用于特殊場合的耐火材料。

    酸性耐火材料的主要成分為納米氧化硅,常用的有硅磚與粘土磚。硅磚是納米氧化硅含量達到93%以上的硅質制品,原料有硅石、廢硅磚等,其荷重軟化溫度高、抗酸性爐渣侵蝕能力強、重復煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹。但是其抗熱振性差,且易受堿性渣的侵蝕。硅磚主要用于焦爐、酸性煉鋼爐、玻璃窯爐等熱工設備。粘土磚的主要原料為耐火粘土,納米氧化鋁的含量為30%~46,屬于弱酸性耐火材料,抗熱振性好,對酸性爐渣有抗蝕性,且應用廣泛。

    中性耐火材料的主要成分為納米氧化鋁、氧化鉻或碳。納米氧化鋁的含量達到95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優質耐火材料。鉻磚的主要成分以氧化鉻,雖然對鋼渣的耐蝕性好,但抗熱振性較差,高溫荷重變形溫度較低。碳質耐火材料有碳磚、石墨制品以及碳化硅質制品,具有質輕、導熱性高、熱膨脹系數很低、高溫強度高、耐熱振性能好、不受金屬和熔渣的潤濕、抗酸堿和鹽的侵蝕的優點,除了廣泛用作高溫爐襯材料,也用作化工、石油的高壓釜內襯。

    堿性耐火材料的主要成分為納米 氧化鎂、氧化鈣,常用的是鎂磚。納米氧化鎂含量高于80%~85%的鎂磚,對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于吹氧轉爐、平爐、電爐、有色金屬冶煉設備與一些高溫設備上。

    在特殊場合應用的耐火材料有高溫氧化物材料,例如納米氧化鋁、納米氧化鋯、納米氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣等;難熔化合物材料,例如碳化物、硫化物、硼化物、氮化物、硅化物等;高溫復合材料,主要有金屬陶瓷、纖維增強陶瓷、高溫無機涂層等。



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