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耐火澆注料中微粉的作用機理是填充和潤滑

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耐火澆注料中微粉的作用機理是填充和潤滑

發布日期:2020-09-18 作者: 點擊:

廣西耐火澆注料中微粉的作用機理是填充和潤滑


微粉按粒徑和應用范圍可以不太嚴格的分為兩類:一類為用于電子、磁性材料、光學材料及一些持殊精細陶瓷的微粒子,其粒徑范圍大約為1 -100nm之間;另一類為主要用于一般陶瓷材料,粒徑為100-10000nm(0.1~1μm)的微粒子。


廣西耐火澆注料


微粉作用基本機理是填充和潤滑。微粉填充骨料與粉料間的空隙,使用水量降低;成型體排除水分后,留下的孔較少,這樣就可以提高耐火注料體積密度和降低顯氣孔率,從而改善材料的結構強度,優化材料性能。另外,微粒子在水中均能形成膠體粒子,有分散劑存在時,粒子表面形成雙電層的重疊而產生靜電斥力,克服了質點間的范德華力,降低了界面能,防止粒子之間吸附凝聚;同時,粒子周圍吸附了分散劑而形成溶媒層,因此也增大了耐火的流動性,優化材料性能。在耐火澆注料中,應用最多的微粉是活性SiO2粉和a-AL2O3粉其次是SiC粉、高鋁粉、白剛玉粉、棕剛玉粉、鋯英石粉和尖晶石粉等。常用采用活性SiO2粉和a-AL2O3粉兩種,介紹如下:


(1)SiO2微粉為無定形的非晶質材料,中空球狀有活性,不團聚,填充性好。摻入耐火澆注料凝結后SiO2表面形成硅醇基,經干燥脫水架橋,形成硅氧烷網狀結構,溫度升高不易斷裂。無定形二氧化硅的結構模型可看出,氧化硅內部有毛細管通道,其表面能緩慢的進行離子化,即有斷鍵,遇水后易形成基Si—HO(即硅醇基),也會在水中離解成Si-O2-H,即硅醇基具有較強的親水性和活性。由于氧化硅微粉顆粒上有OH基存在,可能發生絮凝的傾向這種氫鍵結合較弱,稍加剪切力,就會再度分散,黏性降低:受力后SiO2間又凝聚,黏性又增加了即SiO2微粉具良好的觸變性和一定的凝聚性在耐火澆注料中SiO2微粉在水中形成膠體粒子,與分散劑共存時,粒子表面形成雙電層的重疊而產生靜電斥力降低了界面能,防止了粒子間的吸附絮凝;同時,硅微粉在水中形成膠體,膠體粒子在其周圍吸附了分散劑形成溶媒層,從而增大了澆注料的流動性,改善了其成型性能。此外由于硅微粉的顆粒細小、表面自由能大、晶格缺陷多、活性大,在中、高溫下較易發生固相燒結反應和與高鋁質耐火材料中的AL2O3發生莫來石化反應,從而提高了低水泥耐火澆注料的燒后強度。


(2)α-AL2O3微粉是用于工業氧化鋁煅燒后制成的。其特點是分散性好、顆粒小、高溫下易于燒結且體積效應小等。α-AL2O3加入量對澆注料中,對其施工性能的影響比較顯著。在澆注料中加入適量的α-AL2O3微粉,一方面可以提高耐火澆注料的耐火度,在高溫下發生陶瓷化和莫來石化反應:另一方面起到微粉的填充作用,減少耐火澆料的氣孔率,使澆注料中的結構缺陷減少,提高其強度和抗渣侵蝕能力,改進耐火材料的綜合性能等。


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