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耐酸浇注料抗热震性能的提高
来源: | 发布时间:2017/12/14 15:56:34 | 浏览次数:

    虽然刚玉质耐酸浇注料的应用非常广泛,但是,其也存在着明显的不足之处。例如,刚玉质耐酸浇注料的烧成收缩会导致耐酸浇注料高温体积稳定性变差,同时,刚玉相较低的断裂韧性也不利于耐酸浇注料抗热震性能的提高。

    根据前面总结的研究结果可知,在刚玉质耐酸浇注料中形成适量的铝酸钙物相(CA:和CA6)不仅可以确保耐酸浇注料获得一定的力学强度,还能改善耐酸浇注料的高温体积稳定性和抗热震性能。

    同时,上述研究结果也表明,能在刚玉质耐酸浇注料中形成铝酸钙物相的前驱体主要是耐酸浇注料所用的铝酸钙水泥以及耐酸浇注料外加的碳酸钙纳米粉。然而,采用上述两种方法在刚玉质耐酸浇注料中获得的铝酸钙物相都存在有明显的缺陷。

    对于铝酸钙水泥来说,其主要的水化物相是cA和cA2,当水泥发生水化反应时,这些水化物相会形成CaO}A1203}1OH20 ,  2CaO}A1203}8H20 ,3 Ca0 } A 1203 6H20和A1203}3H20等水化产物,它们的结合水量分别为53.3%}40.2%}  28.6%和34.6%}}s},这些结合水在耐酸浇注料升温过程中都会因水化物的分解而脱除,结果造成耐酸浇注料内部的蒸汽压增大。与此同时,水泥水化产物的分解还会导致耐酸浇注料内部残留大量的气孔,这又降低了耐酸浇注料的力学强度。而上述两个因素共同作用的结果会导致耐酸浇注料在首次升温过程中容易出现爆裂和剥落现象。

    在铝酸钙水泥加入量降低的情况下,采用碳酸钙纳米粉也可以获得耐酸浇注料所需的铝酸钙物相。由于碳酸钙纳米粉分解生成的纳米级氧化钙具有较高的反应活性,可以在较低温度下与氧化铝反应生成铝酸钙物相[f}61。但是,碳酸钙纳米粉由于颗粒的高比表面积而容易发生团聚现象,很难使其在耐酸浇注料中均匀分布,另外,碳酸钙纳米粉加入量的增加也会极大的影响耐酸浇注料的流动性,从而对刚玉质耐酸浇注料的性能产生不利影响。

    针对上述铝酸钙水泥和碳酸钙纳米粉所存在的问题,本课题拟在刚玉质耐酸浇注料中添加微米碳酸钙,由于微米碳酸钙的颗粒要比碳酸钙纳米粉的大,因而可以避免碳酸钙纳米粉的团聚现象,有望实现片状六铝酸钙晶体在刚玉质耐酸浇注料中的均匀分布,优化和改善刚玉质耐酸浇注料的结构,提高耐酸浇注料的强度和抗热震性。通过分析上述研究可知,目前尚未有采用碳酸钙微粉来提高刚玉质耐酸浇注料的高温体积稳定性、力学强度和抗热震性能的研究,也没有相关研究系统分析了碳酸钙微粉和碳酸钙纳米粉对刚玉质耐酸浇注料性能影响的差异。因此,此本课题深入探讨了碳酸钙微粉对刚玉质耐酸浇注料体积稳定性、力学性能、物相组成和显微结构的影响,并对比考察碳酸钙微粉和碳酸钙纳米粉对刚玉质耐酸浇注料体积稳定性、力学性能、物相组成以及显微结构变化影响的差异,从而为改善刚玉质耐酸浇注料的高温使用性能提供理论指导。


 
 
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