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溶胶结合耐火材料的特性

发布日期： 2018-05-10 17:21:37 阅读量（503）作者：

溶胶结合耐火材料的特性如下所示：

1、硅溶胶结合剂

硅溶胶(见图1)是粒径从几纳米到数十纳米的多聚硅酸分散体系，溶胶粒子内部结构为硅氧烷(-Si-O-Si)网络，表面层由许多硅烷醇基(-SiOH)和羟基(-OH)所覆盖。当硅溶胶与Al2O3微粉混合时，胶体粒子可吸附在Al2O3颗粒表面，形成单层饱和分布，同时填充于Al2O3颗粒间隙，因此分散性、渗透性较好。通过干燥或烧结处理，胶体粒子以化学健(Si-O-Si)相结合，形成稳定的空间网络结构，将Al2O3颗粒牢固结合在一起，并在Al2O3颗粒表面形成纳米包覆的微复合结构。同时硅溶胶覆盖在固体表面能形成牢固的硅胶薄膜，从而增强材料的粘结、固化和成型特性。

图1 硅溶胶宏观至微观结构

2、溶胶结合耐火材料特性

对于溶胶结合耐火材料的特性，近些年已有大量的试验研究。研究结果显示，溶胶结合耐材具有如下特性:

1)无需养护便可快速烘烤：溶胶结合浇注料是胶体凝胶而产生结合耐火材料，材料内部水化凝胶结晶，成型时产生的一些微气孔可有效的排出材料内部快速烘烤时产生的水蒸气;

2)良好的体积稳定性及抗热震稳定性[4]：经大量实验验证，溶胶结合材料在800℃×3h烧后线变化基本为零，1400℃×3h烧后线变化率仅在+0.2%左右。很好的满足了工业窑炉生产中对耐火材料体积稳定性的要求，同时对于抗热震稳定性(1100℃水冷抗热震性的对比测试)，以水泥结合的试样经四十几次热震循环就完全开裂，而溶胶结合的热震循环100次后基本没有出现裂纹;

3)良好的抗CO侵蚀性能[5]：为了直接体现溶胶结合耐火浇注料抗CO侵蚀性能的优越性，有人曾用传统的水泥结合耐火浇注料与溶胶结合浇注料进行了对比，把两种相同材质的浇注料同时放入到纯CO气氛中进行500℃的连续热处理，其结果是：水泥结合的浇注料在经热处理50h后试样就破裂为两半，100h后试样出现一处大块剥落，有大颗粒碳沉积，150h后出现数处裂纹，200h有大块剥落，多处出现裂纹，表明其已受CO严重侵蚀。而溶胶结合的浇注料50h后试样表面出现一处碳沉积，100h后试样表面出现一片剥落，而150h仅有出现几处开裂，而200h后试样整体变黑，碳黑沉积在试样的各个气孔中，试样从表面到内部仅受到严重的蚀损。