轻质莫来石纤维隔热板制备技术研究(2)
3.2.1 莫来石纤文板的外观 11
3.2.2 莫来石纤文板的SEM分析 12
3.2.3 莫来石纤文板的XRD分析 12
3.2.4 莫来石纤文板的强度测试 13
3.2.5 本章小结 14
结论 15
致谢 16
参考文献 17
1 引言
对于国家而言，经济的发展在很大程度上依赖于能源消费数量。工业炉窑是工业生产中的主要耗能设备，每年消耗数量巨大的能源，占总能耗的40～70% [1]，但是工业窑炉有很大的热损失以及很低的热效率，如果合理使用耐火材料用于工业窑炉，就可以很大程度上减少不必要的热损失。隔热材料的迅速发展，使其具有许多的品种。以耐火度划分可分为低温材料（600℃以下）、中温材料（600～1100℃）、高温材料（1100℃以上）；按密度划分可分为轻质和超轻质材料；以形态分可分为粉粒状、定型、不定型、纤文和复合隔热材料；按照结构可分为气相连续固相分散、气相分散固相连续和气相固相都连续隔热材料[2,3]
1.1 莫来石
莫来石( mullite )是铝硅酸盐矿物,是SiO2-Al2O3体系在常压下唯一稳定存在的晶态化合物，它的晶体结构是由呈四面体的( Al，Si)O4沿c轴以无规则排列形成双链，链间由平行于c轴的呈八面体的［AlO6］连接所形成的稳定骨架结构［4］；具有高耐火度、良好的抗热震性、抗化学侵蚀、抗蠕变、高荷重软化温度、良好的体积稳定性、强电绝缘性等性质,因此莫来石倍认为是理想的高级耐火材料,并且在水泥、电力、陶瓷、玻璃、和冶金等工业领域得到广泛应用。
莫来石可制成莫来石耐火砖，用于各种高温炉窑的内衬以及水泥高温煅烧区域的内衬。莫来石之所以在坩埚、防护管以及热电偶管等方面得到广泛应用是因为它具有优良的抗腐蚀性和气密性。而且实际的应用中,莫来石对气体的抗腐蚀性明显比氧化锆陶瓷好得多，虽然它对熔融金属的抗腐蚀性不如氧化锆陶瓷[5]；莫来石材料还可以用作高温下的光学材料窗口材料，因为它具有优良的抗热震性、介电性、耐高温性以及不错的透光性。莫来石陶瓷材料虽然具有这么多优点,但必然也存在致命弱点——韧性差。因此如何对陶瓷材料进行增韧来提高它的韧性就势在必行了,现已知的有效途径之一就是利用晶须补强增韧陶瓷材料[6]。总而言之，随着科技水平的科研技术的不断发展，以莫来石作为基体的新型材料将不断涌现，莫来石的开发与利用以及研究技术也会拓宽到更高更广的领域中去。
1.2 莫来石纤文及纤文板
莫来石纤文是由莫来石的单晶或多晶组成,具有较低的热导率和优良的电绝缘性，并且具有高的弹性模量、抗蠕变性、抗热冲击性和耐高温性以及化学稳定性,能在高温下抵抗熔融金属和非氧化物的浸蚀,集晶体材料和纤文材料特性于一体，是一种优异的超轻质耐高温绝热材料和复合材料的新型材料,在冶金、机械、陶瓷、电子、建材、石化、航天航空等领域得到广泛应用。
莫来石纤文作为超轻质耐高温绝热材料可用作于大功率发动机和导弹的隔热层,能其内部灵敏的元器件起到有效的保护作用；而用作金属基和陶瓷基复合材料的增强材料时,能够提高复合材料的耐高温性和力学性能[7]；在高温窑炉炉顶内衬的应用中,可大大降低窑顶的重量, 并且提高窑炉的热效率。
将莫来石纤文制备成纤文制品可以拓宽莫来石纤文的应用范围。纤文制品相对于普通的耐火材料（耐火砖、绝热板等）来说，具有密度小的优势。此外，纤文制品还具有热导率低、热容量低、绝缘性好的优点。