第8期
超高气孔率ZrO2多孔体的开发
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期号 : 2010 年, 第8期
内容简介

目前工业用隔热材料主要采用硅酸铝纤维,同时添加可烧失材料或添加发泡成形的空心球制作而成。这种隔热材料经高温后易变形,隔热性能明显降低,而且能耗较高。日本美浓窑业公司的技术人员以稳定ZrO2为原料利用凝胶浇注法,制成拥有超高气孔率的ZrO2陶瓷,在不添加造孔剂的情况下,开发出环保、节能、耐高温性能优于Al2O3-SiO2系材质的新型隔热材料。
  试验用原料使用高纯度稳定ZrO2粉体。成型工艺是将含有高凝胶分子的稳定ZrO2粉浆凝胶化后,冷冻凝胶体,冷冻干燥成型,然后将成型体在空气氛中、经1 500 ℃ 2 h烧成。用SEM分析其显微结构、热线法测定热导率、压缩空气测定透气率。结果显示,ZrO2超高气孔率多孔体的气孔率为80.3%,气孔径20~100 μm,气孔壁厚5 μm。气孔的内部结构呈现出类似竹子的竹节层状。多孔体的热导率为0.27 W•m-1•K-1,与市场上的ZrO2质耐火材料(3 W•m-1•K-1)相比,应该具有更好的隔热效果。之所以得出这个结论,不仅仅是因为多孔体具有较高的气孔率,还因为多孔体拥有可抑制热传递的竹节层状内部结构。因此,利用凝胶浇注法开发的超高气孔率ZrO2多孔体,发挥其低热导率的优越性能,可完全用于高温环境,是具有节能效果的理想材料。
(宋玉海编译自《耐火物》2010,№3)

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