杨道媛，女，1968.4出生，博士，郑州大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，河南省科技创新杰出人才基金获得者，河南省科技创新杰出青年基金获得者，郑州市科技创新团队带头人，郑州市"智汇郑州"紧缺人才，国家级教学成果二等奖获得者。主持和参与完成国家自然科学基金项目5项、主持完成国家十二五支撑项目子项目研究内容1项、主持在研国家重点研发专项子项目1项，申请专利49项。目前，致力于研究3D打印材料的开发和应用，研究轻质耐火材料最佳使用温度和使用寿命评价，研究材料的制备、性能和应用仿真分析，为完成材料开发及其使用寿命评价等工作。

氧化铝空心球散装料最佳使用温度和使用寿命的研究

杨道媛

轻质耐火材料的隔热保温作用，对窑炉的正常运转和节能降耗至关重要，尤其是精密控温的环境，需要轻质耐火材料的导热系数保持较好的稳定性，因此轻质耐火材料导热系数具有规律性变化的最高温度，可以认为是它的最佳使用温度，某温度下导热系数能够保持稳定的最大热循环次数，可以认为是精密控温环境下材料在该温度下的使用寿命。

本文通过实验发现，氧化铝空心球散装料的导热系数随温度升高而增大，随氧化铝含量的增加（1号72%，2号80%，3号83%）而略有增大。

单级颗粒散装料的导热系数随温度升高而增大，1 500 ℃时仍符合抛物线增长规律，因此，散装料的最佳使用温度大于1500℃（设备最高测试温度）。

粒度变化对导热系数影响不大（4号20 ~ 30目，5号30 ~ 40目，6号40 ~ 60目）。将两种粒径（4号和6号）散装料混合在一起，导热系数在低温下增大，但高温下显著减小。

将散装料在不同的温度下进行热疲劳循环，以模拟实际使用过程中窑炉的温度变化，结果发现，本文所述散装料在1 200 ℃以下导热系数均比较稳定。

对比某普通高铝砖从400 ℃开始，导热系数随热疲劳次数的增加而变化。因此从导热系数指标稳定性考虑，本文散装料1 200 ℃的使用寿命至少可以稳定使用5次。

因此，本实验所用氧化铝空心球散装料，最佳使用温度大于1 500 ℃，1 200 ℃下热疲劳循环后使用寿命大于5次。