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硅溶胶结合剂

发布日期： 2019-08-01 10:16:55 阅读量（509）作者：张红

硅溶胶(分子式为mSiO2·nH2O)具有溶胶-凝胶特征，SiO2溶胶粒子形成网络结构，如图1所示。硅溶胶胶粒尺寸极小，反应活性高，烧结温度低，具有较高的结合强度。在养护过程中，硅溶胶粒子之间通过缩合反应形成稳定的三维网络结构，硅溶胶缩合反应的过程如图2所示。干燥后，硅溶胶覆盖在物料上，将颗粒细粉紧密结合在一起，干燥后强度高。

图1硅溶胶的胶粒结构

(a)和硅溶胶粒子表面状态(b)

图2硅溶胶缩合反应

a)颗粒表面的硅氧醇基团;b)硅氧醇开始反应;c)硅氧烷基形成;d)硅溶胶空间网络结构

干燥后材料气孔率较高，不会出现爆裂情形，具有较好的烘烤性能。硅溶胶粒子间的缩合反应会随着温度的升高继续进行，因此浇注料的强度也随之增大。在700~1000℃范围内，浇注料的强度随温度的升高继续增大，这是因为硅溶胶的纳米粒子反应活性非常高，在较低温度下出现了烧结。而高温烧成时，SiO2粒子与活性氧化铝进行莫来石化反应，力学强度进一步增强，并伴随一定的微膨胀。同时，硅溶胶脱水后成多孔结构，对材料的热震稳定性也有较大的提升。硅溶胶由水玻璃加工后制得，脱掉了有害杂质Na2O，杂质少，高温性能稳定，黏度较低，操作方便。但硅溶胶结合试样干燥后强度比铝酸钙水泥的要，因此不少研究尝试了硅溶胶与水泥复合结合和硅溶胶与水合氧化铝(CS+HA)复合结合的方式。

蔡艳芝等向莫来石结合刚玉质耐火材料中引入硅溶胶，促进了莫来石生成，改变了显微结构的均匀致密性，改善了材料的强度、高温蠕变性，以及材料常温断裂韧性。