[00115579]一种轻质微闭孔含镁刚玉耐火骨料及其制备方法

课题来自国家自然科学基金面上项目资助项目。 重质耐火材料轻量化是耐火材料重要的发展方向之一,开发能够直接在工作层使用的轻量耐火材料对整个高温工业节能减排具有举足轻重的意义。然而,目前所制备的轻量耐火骨料均存在显气孔率高、平均孔径大的缺陷,在用于工作层时,材料抗渣性能将受到较大影响,难以达到实际工业生产的要求。本项目基于纳米氧化铝的高温超塑性,引入氧化镁微粉与氧化铝反应原位生成尖晶石,在反应过程中伴随着一定的体积膨胀,从而产生原位相应力。该原位相应力的存在能够有效促使纳米氧化铝超塑性的发挥,从而形成大量闭口气孔,同时,随着晶界的移动,大孔洞被分割为微小气孔,从而达到形成轻质微闭孔含镁刚玉耐火骨料的目的。此外,引入的氧化镁微粉在骨料内部形成的原位尖晶石,在与熔渣接触时,能够有效固溶渣中的Fe、Mn等组分,提升骨料抗渣性能。 本项目所制备的轻质微闭孔含镁刚玉耐火骨料经检测：体积密度为2.8～3.15g/cm3,显气孔率为2～10%,平均孔径为0.3～1μm。 本项目基于纳米氧化铝的高温超塑性,利用原位相应力促使纳米氧化铝超塑性的发挥,从而形成大量闭口气孔,同时,随着晶界的移动,大孔洞被分割为微小气孔,从而达到形成轻质微闭孔含镁刚玉耐火骨料的目的。本项目产品可以替代现有的致密耐火骨料制备耐火材料,使得所制备的耐火材料既保持低的导热率、优良的抗冲刷及热剥落性能,同时维持优良的抗熔渣侵蚀性能。从材料的特性看,今后可推广到石化、建筑、热电等行业使用。