泡沫法:加入泡沫劑或者發(fā)泡劑,經過澆注、養(yǎng)護、干燥和燒成制得輕質隔熱耐火材料。與燃盡物法相對比,泡沫法產生的氣孔大小和形狀可控、孔徑分布集中且均勻。泡沫法產生的氣孔大部分為閉口氣孔且氣孔分布均勻,但其也有一定的缺點。泡沫法的缺點主要表現(xiàn)為在發(fā)泡或加入泡沫劑過程中,氣泡穩(wěn)定性不夠好,需要在發(fā)泡或者澆注過程時加入穩(wěn)泡劑來提供足夠的表面張力保持氣泡的穩(wěn)定性。黃柯柯利用蔗糖熱發(fā)泡法成功制備出氧化鋁多孔陶瓷,研究了氧化鋁微粉與蔗糖的配比對氧化鋁多孔陶瓷性能的影響鎂鋁尖晶石磚批發(fā)化學法:采用高溫下易揮發(fā)或分解的原料,加入一些碳酸鹽、氧化鋁水合物,如CaCO3或者Ca(OH)2、三水鋁石或者擬薄水鋁石等。高溫時,材料分解產生氣體在原有位置留下孔隙。這種成孔方式所獲得的孔隙率較低,孔徑較小且都為微小的狹縫型孔隙。優(yōu)質鎂鋁尖晶石磚故此方法制得的制品強度非常高,熱導率也較低。鄢文等利用鎂砂和三水鋁石成功制備出孔徑小于等于10μm的多孔鎂鋁尖晶石輕質骨料,此骨料在澆注料中使用可使得澆注料試樣的抗折強度和耐壓強度分別為24MPa和72MPa。
耐火材料有很多種分類方法,按照供貨形態(tài)可分為定型耐火材料和不定型耐火材料。鎂鋁尖晶石磚批發(fā)耐火澆注料是一種典型的不定型耐火材料,它是由合理級配的骨料顆粒、細粉與結合劑及外加劑共同組成的混合料。昆明鎂鋁尖晶石磚耐火澆注料通常以干態(tài),無同定的外形,加水或其他液體可制成漿狀、泥膏狀和松散狀,進行澆注施工。澆注成形后經過一段時間的水化、凝固后獲得一定強度,烘烤后無需燒制可直接使用。耐火澆注料具有生產工藝簡單、施工方便,使用壽命長等優(yōu)點,常被作為熱工窯爐和設備的內襯材料而廣泛使用。近些年來,耐火澆注料的新品種不斷出現(xiàn),通過改變材料的組合配比及生產工藝,結合劑添加的劑量和類別,外加劑的選擇以及制備技術的更新,都使其綜合使用效果不斷提高,應用領域也不斷擴展。筆者以國內外有關耐火澆注料的報道為例,系統(tǒng)地介紹不定型耐火澆注料的組成、發(fā)展及應用。
功能型耐火材料包括高性能隔熱耐火材料、高輻射率節(jié)能涂料、高導熱和高導電耐火材料、優(yōu)質鎂鋁尖晶石磚高性能快速蓄熱耐火材料等高性能隔熱耐火材料包括耐火纖維制品、超細微孔輕質磚、輕質不定形耐火材料等,這類材料具有很低的熱導率,砌筑爐墻時使用這類材料可以大幅度降低爐體的散熱和蓄熱損失,從而具有顯著的節(jié)能效果鎂鋁尖晶石磚批發(fā)高輻射率節(jié)能涂料利用其熱輻射波段范圍內的高輻射率(或高吸收率),在爐膛內側噴涂后,可以有效提高爐膛內火焰和煙氣中輻射能的利用率,從而降低煙氣出爐溫度,減少排煙熱損失。
(3) 按材料的存在狀態(tài)分類粉粒狀輕質隔熱耐火材料:優(yōu)質鎂鋁尖晶石磚如膨脹珍珠巖、硅藻土和氧化鋁空心球等;固定形態(tài)輕質隔熱耐火材料:如輕質耐火混凝土和輕質澆注料等;纖維狀輕質隔熱耐火材料:如各種纖維棉,及其制品;混合型輕質隔熱耐火材料:如隔熱板,保溫涂料。(4) 按顯微結構分類鎂鋁尖晶石磚批發(fā)氣相連接型輕質隔熱耐火材料:孔結構中開口氣孔占據(jù)主導位置,氣孔相互接通,例如耐火粉粒;固相連接型輕質隔熱耐火材料:孔結構中大部分氣孔以閉口氣孔形式存在。氣體被固體包裹,從而形成獨立的閉口氣孔,固相連續(xù),氣相為非連續(xù)相。例如泡沫法生產的耐火隔熱制品和各種氧化鋁空心球制品;氣固相并聯(lián)且混合交錯:這類材料的結構氣相穿插與固相中,二者皆為連續(xù)相。例如耐火纖維制品或纖維復合類制品等。
將天然菱鎂礦石或輕燒氧化鎂粉在回轉窯或豎窯中于1500?2000°C溫度范圍內鍛燒,使MgO通過晶體長大和致密變化,轉變?yōu)閹缀醵栊缘臒Y鎂砂,亦稱重燒鎂砂。昆明鎂鋁尖晶石磚燒結鎂砂是鎂質制品中的重要原料。鎂鋁尖晶石磚批發(fā)燒結鎂砂的主要組成位于MgO-CaO-Si02三元系統(tǒng)中。三元系統(tǒng)中與MgO共存的礦物,隨著CaO/Si02&的不同而改變,具體變化見MgO-CaO-Si02三元系統(tǒng)。