粒状陶瓷纤维浇注料既具备了重质耐火浇注料的耐高温、高强度和高温下的低收缩率,又具备了轻质隔热浇注料的低导热率和高抗热震性。粒状陶瓷纤维浇注料在500℃时导热系数为0.48W/m·k左右。高强轻质浇注料的出现,改善了炉墙整体浇注的保温绝热效果,但大多轻质隔热浇注料的使用温度低、强度小。目前的氧化铝空心球耐火浇注料和莫来石高强轻质浇注料,在110℃烘干的耐压强度虽然达到12~18MPa,在高温下却提高很少,仅在25MPa,在500℃时导热系数<0.8W/m·k,仍然比粒状陶瓷纤维浇注料导热系数大一倍左右。
1.粒状陶瓷纤维浇注料基本理化指标来自标准试块(160mm×40mm×40mm导热系数分别采用了热线法和平板法),近50块的数据统计平均结果。
2.抗热震稳定性。抗热震稳定性指标测试方法:标准试块(160mm×40mm×40mm)110℃×24h烘干后,测其抗折强度为起始强度,再放入电炉加温到1100℃保温15分钟,投入到(水温保持在15℃~35℃)流动水中约5分钟冷却,每冷却10次测一次抗折强度,*后将数据绘制成曲线。 添加陶瓷纤维颗粒的浇注料,纤维颗粒是高气孔率结构,纤维颗粒相互之间碰撞和摩擦下来的超细粉末穴即晶须雪约10%左右存在于浇注料基质材料中(长度在15~50μm之间),在浇注料内形成桥接和诱导裂纹偏移作用,此外纤维的晶须阻碍应力拔出效应,这些功能都提高了浇注料的抗热震性。 在浇注料中的骨料为陶瓷纤维颗粒,应力沿颗粒圆周表面转向偏移,消耗了裂纹的扩展能,进入颗粒内的应力又*释放,从而提高了抗热震稳定性。*重要的是,纤维颗粒是由分散均匀穴长径比10~20雪纤维制成的,其微观组织由纤维杆交错编织的,单位体积内气孔率高。在浇注料的基体组织承受应力的情况下,纤维颗粒发挥了阻碍和释放应力的功能。
3.保持高强度。陶瓷纤维浇注料制品中的纤维形状,决定了这种浇注料成型后的强度和*佳绝热效果,粒状陶瓷纤维以球柱体作为骨料存在于耐火基质料中,
4.低导热系数。除氢气外,大多数气体都包括空气,在静止状态下都是一种低导热系数和低热容量的物质。陶瓷纤维的导热系数接近于气体,这是因为陶瓷纤维是由固态纤维杆交织而成的,空隙中充满了空气,空气率达90%左右。大量空气充填破坏了固态分子的连贯网络结构,从而使陶瓷纤维具有优良的高温隔热保温性能。高温隔热材料大多是以无机非金属为基质的,多相、不均匀、多晶体和多气孔的耐火陶瓷。气体的体积比例大多情况下在70%~90%之间。这种材料在多数情况下具有连续分布的气孔。陶瓷纤维的微观结构中有连续的气孔相,也有分割成不是彼此相连的气孔仓存在。
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