武汉科技大学耐火材料专业实习报告.doc

武汉科技大学本科实习报告 PAGE  PAGE 8 武汉科技大学材料与冶金学院 学生实习报告 及综合考评表 实 习 类 别： 本科毕业实习 专 业： 无机非金属材料工程 实 习 单 位： 武汉市耐火材料与高温陶瓷技术研究中心 实 习 时 间： 指导教师姓名： 日 期： 武汉科技大学材料与冶金学院 二 年制 1 实验目的 多孔熟料是将天然原料用增孔技术成球或压坯，经高温煅烧而值得的。其内部呈多孔状或蜂窝状，具有堆积密度小、颗粒强度高等特点，是配制轻质隔热耐火材料的优质原料。按材质可分为叶腊石质、硅质、黏土质、高铝质、莫来石质、刚玉质、含锆质等。因为其组分可调，使用温度较高，因此多孔熟料是将来生产轻质不定型耐火材料的主要原料。矾土熟料为灰白浅黄及深灰色，它主要用于高铝质耐火材料，也可用来??作电熔棕刚玉。因此研究轻质矾土熟料的制备以及性能的研究时及具经济意义的。 本实验研究了轻质矾土熟料的制备方法和成型后制品的各方面性能，研究了不同造孔挤含量对轻质矾土熟料的制备和性能的关系。 2 实验内容 2.1实习流程与工作内容 2.1.1 文献查阅 （1）实验原理 本课题所用原料为一级、二级、三级矾土生料，采用添加造孔剂发来值得轻质矾土熟料。 造孔剂：CaCO3细粉 根据 反应产生CO2气体密封在骨料内而形成气孔。 矾土煅烧时的加热变化可以分为3个阶段：分解阶段（包括高岭石的加热分解反应和水铝石的分解），二次莫来石阶段和重结晶烧结阶段。 （1）分解阶段。400-1200℃ 温度范围为铝矾土的分解阶段。该阶段，铝矾土中的水铝石和高岭石在400℃ 时开始脱水，至450-600℃ 反应剧烈，700-800℃ 完成。整个过程体积收缩20% （2）二次莫来石化阶段。在1200-1400℃ 是，由水铝石分解生成的α-Al2O3，可以与高岭石转化为莫来石过程析出的SiO2继续反应生成莫来石，该过程有较大体积膨胀，达10%左右。 （3）重结晶烧结阶段。发生在1400-1500℃ 的温度段。由于液相形成，已经开始发生烧结，但进程缓慢。 （2）多孔材料的孔隙形成理论 1.模压成型理论 模压成型原理是利用较大压力，在模具中将粉状坯料压制而成的。压力的传递是通过坯料颗粒的接触来传递的。当压力加在坯料上时，物料受到压力的挤压作用，开始移动，收缩，将空气驱出。当压力继续增大时，颗粒继续靠拢，并形成致密体，其中的物料颗粒也产生变形和破裂嗍。 2.烧结理论 坯体或粉料在高温过程中随时间的延长而发生收缩；在低于熔点的温度下，坯体或粉料变成致密的多晶体，强度和硬度均增大。烧结类型可分为气相烧结、固态烧烧结、液相烧结、反应(瞬时)液相烧结。 烧结类型与烧结机 烧结类型物质迁移机理驱动能气相烧结蒸发-凝聚蒸汽压差液相烧结扩散自由能或化学位差固相烧结粘滞流动，扩散毛细管压力表面张力反应液相烧结粘滞流动，溶解沉淀毛细管压力表面张力 （3）多孔材料的制备方法 1.有机泡沫浸渍泥浆法 该方法是由Schwartzwalder等在1963年提出。其原理是利用可燃尽的多孔载体(一般为泡沫塑料)吸附料浆，然后在高温下燃尽载体材料而形成孔隙结构。这种方法适用于制备高气孔率的开孔多孔材料。 2.发泡法 发泡法是向原料组分中添加有机或无机化学物质，通过化学反应等产生挥发性气体而产生泡沫，再经干燥和烧成制得多孔材料。发泡剂的化学物质有很多种类，如碳化钙、氢氧化钙、铝粉硫酸铝和双氧水等。发泡工艺易制得一定形状、成份和密度的多孔材料，而且还可以制备出小孔径的闭口气孔，这是有机(聚合物)泡沫浸渍法做不到的。 3.挤压成型 挤压成型是通过模具将可塑性料挤压成型、再烧制成多孔材料的方法。该工艺的特点是靠设计好的多孔金属模具来成孔。该法的优点是：可根据需要对孔形状和孔大小进行精确设计，所制备蜂窝陶瓷尺寸、形状、间壁厚度、孔隙率等均匀性优良，适于大批量生产；而缺点是不能成型复杂孔道结构和孔尺寸较小的多孔材料，同时对挤出物料的塑性要求很高。 4.溶胶一凝胶法 该法是将金属醇盐溶于低级醇中,缓慢滴入水以进行水解反应,得到相应的金属氧化物溶胶；调节其pH值,通过凝聚缩合反应,纳米尺度的金属氧化物微粒发生聚集,形成无定形网络结构的凝胶。将溶胶干燥并作热处理,有机物产生分解后,即得到多孔金属氧化物材料。这种方法大多产生纳米级气孔,属于中孔或微孔范围内