耐火材料6.pptVIP

第十章 隔热耐火材料 概述 隔热耐火材料的分类标准 一般分类方法 按使用温度：低温（900℃）:硅藻土砖、石棉砖；中温（900-1200℃）：蛭石、轻质粘土砖；高温（1200℃）：轻质刚玉砖。 按使用方式分：不直接向火，直接向火； 按体积密度分： 一般轻质（0.6-1.0g/cm3）, 超轻质（0.3-0.4g/cm3）; 隔热耐火材料的类型 按材料的显微结构或织构的不同：颗粒型，纤维型，纤维-颗粒型，多层反射复合型。 隔热耐火材料分布与热导率的关系 三种模型：平板式的相分布，主要相为连续相，主要相为不连续相。 热传递方式及研制新型高效隔热耐火材料的原则 传导，辐射，对流。 第二节、轻质耐火材料的生产工艺 轻质粘土制品的生产 坯料组成。 混练，水分（25-35%），一定量的糖浆和亚硫酸纸浆废液。干混3-4分钟，湿混3-4分钟。 干燥：30-40h，残存水分10%。 烧成，1200-1350℃，4h。 轻质高铝砖的生产 泡沫：松香（31%）,NaOH（6.1%）,水（62.9%）混合在70-90℃，盐水清水洗涤6-7次，过100目筛，加入明矾稳定剂。 泥浆：高铝熟料:粘土=6:4(灰矸粘土:水曲柳粘土=3:1),泥浆：泡沫=1：0.25,水分（35-37%）； 浇注成型 干燥：低温干燥（40℃ 左右）18-20h，（80-95℃）2-3天，残存水分：3-5%； 烧成：1300-1350℃，4-6h。 第三节 耐火纤维 纤维的分类及使用温度 无机纤维分为天然（600℃）、非晶质（400-1400℃）、多晶质(1100-1600℃)、单晶质(1800-2000℃)、复合纤维(1700-1900℃)、金属纤维(1400-3400℃) 纤维生产方法 熔融喷吹法 熔融提炼和回转法 高速离心法 非氧化物耐火材料简介 非氧化物是特殊耐火材料的一种，又称难熔化合物。熔点从2000 ℃几乎到4000 ℃。 包括: 碳化物 氮化物 硼化物 硅化物 硫化物 碳化物 种类很多，碳与过渡金属、碱土类元素、非金属元素和稀土元素反应生成碳化物。 合成方法：1）金属与碳粉直接化合；2）金属与碳气体作用；3）碳和金属氧化物作用。 代表物：碳化硅（SiC），碳化钛（TiC） 碳化物—碳化硅 碳化硅的性质: SiC有两种晶型：?－SiC 和?－SiC。?－SiC真密度为3.21g/cm3 和?－SiC真密度为3.22g/cm3。热膨胀系数2.34?10-6/?C。碳化硅高于2400?C开始分解为蒸气和C。 碳化硅的化学稳定性好，耐酸侵蚀性强。1000 ?C开始氧化，1700 ?C迅速分解。 用于：磨料，耐火材料。 碳化物—碳化钛 碳化钛的性质： 是所有碳化物中性能最好的一种，高熔点，高抗氧化性，密度小，硬度高。密度为4.93g/cm3,熔点3107℃，热膨胀系数7.7×10-6 ℃-1（20-1000 ℃），热导率24.3W/m ℃，电阻率58×106欧姆每厘米，耐压强度1352Mpa。 用于：金属陶瓷，火箭零件，燃气轮机叶片，热电偶保护管（2500 ℃，还原或惰性气氛中）。 氮化物 元素周期表中Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ族金属元素的氮化物熔点高，硬度大，但 Ⅵ族（Cr、Mo、W）的氮化物在1500 ℃以上的分解压较高，不宜作耐火材料，与此相反，B、Be、Si及La、Ac系的元素可制成稳定的高熔点氮化物。 代表物：BN和Si3N4。 氮化物—氮化硼 氮化硼（BN）制品：立方和六方晶系两种。立方氮化硼硬度大，六方氮化硼构造类似石墨，可作耐热润滑剂。熔点高（3000℃）,硬度高，良好的电绝缘性，良好的热震稳定性 。 合成方法： 硼砂（Na2B4O7）+氯化铵（NH4Cl）在氨气下反应合成； BCl3和氨气的混合气体在1600-1900℃ 高温下合成； 用硼酸与白垩混合加热制块，粉碎后与NH4Cl配料，在NH3介质中合成； 硼粉在高温下与氮气反应。 用途：熔炼贵金属的坩埚，高温热电偶保护管等。 氮化物—氮化硅 氮化硅制品： ?－Si3N4 和?－Si3N4两种，均属六方晶系。氮化硅硬度大，热膨胀系数小，热震稳定性好，化学性质稳定，耐各种熔融金属的侵蚀，抗氧化性好（1200 ℃）。 合成方法： 硅粉在氮或氨气中加热到1200 ℃ ~1450 ℃ 反应合成；（ ?－Si3N4 ） 还原、氮化SiO2原料，在氮气中加热反应合成。（ ?－Si3N4） 用途：熔炼坩埚，陶瓷发动机叶片、高温轴承、切削工具等。 硼化物 高熔点金属的硼化物一般具有2000~3000 ℃的高熔点，电阻低，强度高，难发挥，稳定性高，高温下易氧化，必须在中性或还原性气氛中使用。是真空中唯一可以使用到2500 ℃以上的耐高温材料。 耐火原料：ZrB、TiB2等。 代表物：硼化锆。 硼化物—硼化锆