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镁橄榄石质隔热材料的制备及其性能研究

2011-01-23邓承继祝洪喜

武汉科技大学学报 2011年6期

邓承继,周 亮,祝洪喜,丁 军

(武汉科技大学耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地,湖北武汉,430081)

镁橄榄石(Mg2SiO4)是岛状结构的硅酸盐矿物,具有强度高、熔点高(1 890℃)、化学和矿物稳定性好、热导率低(为纯氧化镁的1/3~1/4)等特点,且材料呈弱碱性,与大多数碱性耐火材料具有良好的相容性[1-4]。因此,利用镁橄榄石制备高温隔热材料是比较理想的。目前镁橄榄石质材料主要是由镁质原料在高温下合成[5-7],或者通过溶胶-凝胶法合成[8-10]。随着菱镁矿等镁质耐火材料原料的日益紧张,存储量丰富的天然镁橄榄石逐渐成为人们关注的热点[11]。

目前在工业热工设备高温部位使用的保温隔热材料主要是通过发泡法或吹真空法制得的轻质、多孔、热导率低的材料[12]。这些方法需要较高的反应温度,成本较高。熔盐法是近代发展起来的一种无机材料合成方法,该方法采用一种或数种低熔点的盐类作为反应介质,试样在高温熔融盐中完成合成反应,反应结束后,将熔融盐冷却,采用合适的溶剂将盐类溶解,过滤、洗涤后即可得到合成产物。熔盐法利用熔盐介质提供的液态环境,使得由扩散控制的固相反应之均匀性和反应速率都得到明显提高[13]。本研究采用熔盐法,以存储量丰富的天然镁橄榄石为原料,制备了镁橄榄石质隔热材料,并研究烧结温度和熔盐含量对材料性能的影响。

1 实验

以湖北宜昌镁橄榄石细粉(320目,化学成分见表1)为原料,分别添加33.3%、40%、50%、60%和66.6%的NaCl(分析纯),外加3%热固性酚醛树脂为结合剂进行配料。……

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