李晶杨 余俊 赵惠忠 张寒

武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 湖北武汉430081

多孔莫来石材料具有密度小、比表面积大、热导率低、强度高、耐化学腐蚀、抗热震性良好等诸多优点，在高温隔热、过滤、催化等领域具有广泛的应用［1-3］。多孔莫来石材料的制备方法主要有泡沫法、气体发生法、可燃物烧失法、模板法等［3-9］。其中，可燃物烧失法能够较方便地控制制品的微观孔结构（气孔数量、形状、大小等），常用来制备孔隙率高、形状复杂的多孔材料［10-14］。但是，造孔剂燃烧后留下的孔极易坍塌，影响材料的气孔率、热导率等性能［14］。

在本工作中，分别以Al2O3、SiO2、ZrO2溶胶浸渍的核桃壳微粉为造孔剂制备多孔莫来石材料，拟使造孔剂表面的溶胶与原料发生原位反应，以期优化多孔材料的微观孔结构和力学性能。

1 试验

1.1 原料

试验原料有d50＝0.2μm的SiO2微粉、d50＝2.3 μm的α-Al2O3微粉、平均粒径为65μm的核桃壳粉、固含量3%（w）的SiO2溶胶、固含量7%（w）的Al2O3溶胶、固含量5%（w）的ZrO2溶胶、PVA（结合剂），主要原料的化学组成见表1。

表1 主要原料的化学组成Table 1 Chemical composition of main starting materials

将核桃壳粉分别与2倍质量的SiO2溶胶、Al2O3溶胶和ZrO2溶胶混合均匀，然后在110℃烘干，制成溶胶浸渍核桃壳粉，并分别标记为KS、KA和KZ。未浸渍的核桃壳粉记为KW。

1.2 试样制备

将SiO2微粉和α-Al2O3微粉按n（Al2O3）∶n（SiO2）＝3∶2的比例配料并制成预混合粉，再按m（预混合粉）∶m（造孔剂）＝5∶1的比例配入造孔剂，然后外加2%（w）的PVA，在球磨机中混合均匀。以5 MPa压力压制成φ36 mm×25 mm和φ180 mm×15 mm的样坯，自然干燥后，在硅钼棒电炉中于1 500℃保温3 h热处理。与所用造孔剂KW、KS、KA和KZ相对应，制备的多孔莫来石试样分别标记为SW、SS、SA和SZ。……