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轻质隔热材料用高性能发泡剂的研制及应用

瞿为民 , 李淑静 , 杨传柱 , 范志辉 , 刘辉 , 于晓燕 , 李远兵 , 李亚伟 , 赵雷

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2011.06.012

以阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、长链烷醇及水溶性天然高分子化合物F1和F2为原料,研制了两种用于泡沫法制备轻质莫来石材料的发泡剂G1和G2,系统研究了这两种发泡剂在不同加水量(每30 mL发泡剂分别加入30、40、50、60、70 mL水)条件下的发泡倍数以及所得泡沫的表面张力、显微结构及静置1、2h后的泌水量和沉陷量,并利用发泡剂G1采用泡沫法制备了轻质莫来石材料,分析了轻质莫来石材料显微结构和常规性能.研究结果表明:制得的两种发泡剂发泡性能较优异,泡沫稳定,孔径较小且均匀；以G1为发泡剂制备的轻质莫来石材料孔径分布比较均匀,大多集中在300～500 μm,且大多为闭气孔,材料的性能与国内外产品相当,但其养护和干燥工艺还需优化.

关键词: 发泡剂 , 发泡倍数 , 稳定性 , 轻质莫来石材料

锆英石对电熔镁橄榄石制品性能的影响

张文泽 , 李远兵 , 马明军 , 吴清顺 , 陈坤 , 李亚伟 , 赵雷 , 刘静静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.03.003

以电熔镁橄榄石(5～3、3～1、≤1、≤0.088 mm)和电熔镁砂细粉(≤0.075 mm)为主要原料,添加锆英石和二氧化硅微粉来制备电熔镁橄榄石制品.研究了锆英石加入量(w)分别为1％、2％、3％、4％时对电熔镁橄榄石制品常温物理性能、抗热震性和物相组成的影响.结果表明:1)随着锆英石含量的增加,1 550℃3 h热处理后试样的常温抗折强度和耐压强度呈现增加的趋势,致密度增加,显气孔率降低,试样烧后的线变化率呈现降低的趋势；2)随着锆英石含量的增加,m-ZrO2的最强衍射峰峰值越来越强,锆英石加入量为4％(w)时,m-ZrO2的衍射峰最明显；3)随着锆英石加入量的增加,试样的抗热震性先提高后降低,适宜的加入量(w)为1％～3％.

关键词: 电熔镁橄榄石 , 锆英石 , 抗热震性 , 物相组成 , 物理性能

埋炭气氛下碳热、铝热、硅热还原TiO2反应的热力学分析

陈希来 , 李远兵 , 谭俊峰 , 李亚伟 , 赵雷 , 雷中兴 , 金胜利

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.01.036

通过热力学计算,探讨了埋炭气氛下碳热、铝热和硅热还原TiO2生成Ti(C,N)的可能性、生成途径、生成产物的相对稳定性以及对3种还原反应进行了对比.结果表明:埋炭气氛下,3种还原反应均可发生且生成的钛的非氧化物是以Ti(C,N)形式存在;在铝热和硅热反应中,不稳定的中间产物AlN和Al4C3会转为稳定的刚玉相,而Si3N4则转化为稳定的碳化硅或方石英;通过比较发现,碳热还原TiO2法是制备钛的非氧化物陶瓷最经济有效的方法.

关键词: 碳热法 , 铝热法 , 硅热法 , 热力学 , 埋炭气氛

SiO2微粉加入量对高纯氧化铝轻质隔热材料性能的影响

廖佳 , 李远兵 , 段斌文 , 李淑静 , 吴清顺 , 李亚伟 , 桑绍柏

耐火材料 doi:10.3969 /j.issn.1001 -1935.2015.01.004

按0．045～0．15 mm 的α-Al2 O3细粉与2μm 的α-Al2 O3微粉的质量比为41进行配料，外加质量分数为0、1％、2％、3％、4％、6％的 SiO2微粉，再加入结合剂和泡沫剂，浇注成40 mm ×40 mm ×160 mm 的试样，在140℃24 h 烘干，并在1550℃煅烧3 h 后，研究了 SiO2微粉加入量对其性能的影响。结果表明：加入 SiO2微粉可以促进 Al2 O3的烧结，明显改善氧化铝轻质隔热材料的物理性能，且 SiO2微粉最佳加入量为2％（w）。

关键词: Al2 O3 细粉 , SiO2 微粉 , 氧化铝轻质隔热材料 , 热导率

镁碳质耐火材料的抗氧化研究进展

朱天彬 , 李亚伟 , 桑绍柏 , 金胜利 , 赵雷 , 李远兵 , 李淑静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.05.018

介绍了镁碳质耐火材料的氧化机制,综合分析了近10年来镁碳质耐火材料抗氧化的研究成果,主要包括:材料表面涂釉技术、抗氧化剂直接添加技术、炭素原料涂层处理技术和复合粉体技术,并对今后镁碳质耐火材料抗氧化技术的研究发展方向提出了见解.

关键词: 镁碳质耐火材料 , 抗氧化性 , 抗氧化剂 , 涂层技术 , 复合粉体

不定形耐火材料中减水剂的研究及应用

赵娟 , 赵雷 , 李远兵 , 李亚伟 , 李淑静 , 金胜利 , 孔霜霜

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2009.05.023

针对不定形耐火材料中减水剂的重要作用,概述了减水剂的分类,减水剂与不定形耐火材料的作用机理,减水剂在不定形耐火材料中的研究及应用现状,并对其在浇注料中的发展前景进行了展望.

关键词: 减水剂 , 不定形耐火材料 , 流变性

连铸用铝碳滑板的热应力仿真分析

罗会信 , 陈文俊 , 李亚伟 , 李远兵 , 刘百宽 , 贺中央 , 傅秋华

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.02.009

使用ANSYS等有限元分析软件,针对钢带缩短量、滑板面压、紧固件强制位移等不同因素,通过施加适当的初始条件和边界条件,计算连铸用滑板在预热过程中的稳态热应力场及浇钢过程中的瞬态热应力场.并对不同因素影响下的热应力场结果进行比较,为改进实际生产中滑板的安装及使用方法提供理论依据.

关键词: 铝碳滑板 , 热应力场 , 有限元

焙烧炭砖孔结构和热导率与硅粉加入量的关系

李亚伟 , 陈希来 , 李远兵 , 金胜利 , 葛山 , 赵雷 , 李淑静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2008.06.001

以电煅无烟煤(5～3、3～1、≤1及≤0.088 mm,w(固定碳)=95.17%,w(挥发分)=0.37%,w(灰分)=4.14%)、鳞片石墨(≤0.147和≤0.074 mm,w(固定碳)=96.5%)、棕刚玉粉(≤0.074 mm,w(Al2O3>)=93.5%,w(TiO2)=2.3%)和硅粉(≤0.043 mm,w(Si)=96.37%)为原料,固定骨料与细粉的质量比为60∶40,细粉中硅粉和电煅无烟煤细粉总量固定为14%(质量分数),改变硅粉加入量(质量分数)分别为3%、5%、8%、10%、14%,以液态热塑性酚醛树脂为结合剂,乌洛托品作固化剂制成炭砖,于1 400℃3 h埋炭焙烧,借助于X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了不同硅粉加入量的焙烧炭砖的孔结构及热导率.结果表明:因炭砖焙烧过程单质硅原位反应形成β-SiC、Si2N2O和石英等陶瓷相,填充、阻隔或封闭了气孔,故硅粉加入量控制着试样内部的气孔分布、平均孔径和孔径<1 μm气孔的孔容积率;受材料组成和孔结构变化影响,炭砖的热导率也发生相应变化;随硅粉加入量增加,试样中孔径分布范围由宽变窄,平均孔径逐渐减小,<1 μm孔的容积率增加,气孔呈微孔化趋势;当试样中硅粉加入量超过8%时,气孔的平均孔径<0.3 μm,<1 μm孔容积率超过70%,试样的热导率急剧下降.

关键词: 炭砖 , 硅粉 , 孔结构 , 热导率

改性石墨对Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

陈玉龙 , 赵雷 , 龚仕顺 , 瞿为民 , 雷中兴 , 李远兵 , 李淑静

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2013.05.011

为了解决鳞片石墨因密度小、润湿性差和分散困难而难以在浇注料中使用的问题,首先采用硅烷偶联剂KH-560对≤0.178和≤0.074 mm的鳞片石墨分别进行改性处理,得到两种粒度的改性石墨；然后在传统Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料配方(w):电熔致密刚玉62％、SiC粉24％、α-Al2O3微粉5％、纯铝酸钙水泥4％、SiO2微粉3％、球状沥青(≤1 mm)2％的基础上,分别用0.5％(w)的改性前后的石墨等量取代球状沥青,以研究KH-560硅烷偶联剂改性鳞片石墨对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响.结果表明:与原石墨相比,改性后石墨的分散性明显改善,浇注料的需水量大幅降低,且加入≤0.178 mm改性石墨的试样分散效果较好；含石墨试样的常温物理性能均有所下降,但加入≤0.178 mm改性石墨的试样强度和体积密度都明显高于加入其他石墨的,仅略低于无石墨的；加入石墨的试样抗渣性能明显得到提高,且加入≤0.178 mm改性石墨试样的抗渣性能最佳.综合考虑浇注料的各项性能,认为经硅烷偶联剂改性的鳞片石墨可部分取代球状沥青,且最佳粒度为≤0.178 mm.

关键词: Al2O3-SiC-C , 硅烷偶联剂 , 改性石墨 , 铁沟浇注料

叶蜡石加入量对轻质隔热耐火材料性能的影响

陈若愚 , 李远兵 , 向若飞 , 李淑静 , 范侠飞 , 李亚伟 , 桑绍柏

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2016.01.006

为解决以粉煤灰为原料制备轻质隔热砖体积密度过大的问题，利用叶蜡石、粉煤灰、苏州土为主要原料，锯末为造孔剂，通过控制叶蜡石加入量（质量分数分别为20％、30％和40％）和烧成温度（1250、1300、1350和1400℃）合成了体积密度＜0．89 g·cm －3的轻质隔热耐火材料，并利用 XRD、SEM、导热仪等对试样进行表征。结果表明：当叶蜡石加入量为30％（w），烧成温度为1400℃时，制备的隔热砖试样的线收缩率为6．6％，显气孔率为57％，体积密度为0．75 g·cm －3，耐压强度为2．7 MPa，在350℃时热导率为0．152～0．216 W·m －1·K －1。由此说明，通过利用叶蜡石的高温下分解生成莫来石和非晶石英相所产生的体积膨胀效应抵消坯体高温下产生的收缩，结合废弃物粉煤灰以及黏土可制备轻质隔热耐火材料。

关键词: 叶蜡石 , 粉煤灰 , 轻质隔热材料 , 热导率 , 体积密度 , 耐压强度

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