蜂窝蓄热体的制备及其性能研究

蜂窝蓄热体是一种以a-Al_2O_3微粉料为主原料，采用粘土、羧甲基纤维素(CMC)等有机-无机复合增塑剂，加入桐油等作为润滑剂，采用挤出成型法制备江西蜂窝蓄热体。用塑性测试仪测定了增塑剂等对泥料可塑性指标的影响。在制备过程中，引入MgO等矿化剂来降低氧化铝的烧结温度，促进氧化铝陶瓷的烧结，调整材料的矿物组成，控制材料的显微结构，优化材料的热学性能和力学性能等，使其能够应用于高温蓄热燃烧领域。实验发现，泥料的含水量应该保持在10％～20％的范围内，复合增塑剂含量保持在3～7％为宜。
      通过XRD、SEM(带能谱分析)等测试手段测试样品的矿物组成和显微结构；结果表明，引入MgO等矿化剂后，江西蜂窝蓄热体材料在烧结过程中主要形成第二相和一定量的低共溶相填充在Al_2O_3晶粒之间，籍此可以有效控制材料的显微结构。用示差法、阿基米德法、三点弯曲法等方法测试出材料的热膨胀系数、密度、吸水率、气孔率、强度等。材料的热膨胀系数可降低到62.5×10~(-7)·C~(-1)以下，孔壁密度大于2.40 g／cm~3，用三角耐火锥测温法测定了材料的耐火度，其值大于1790℃，采用模拟实际工况的方法对材料的抗热震性进行了测试，在1100℃～10℃的冷水交替循环下抗热冲击次数大于40次。
      引入SiC的样品在烧结过程中，首先在样品的表面产生SiC与O_2及Al_2O_3的反应，形成一层致密的保护层，阻碍O_2进入材料内部，在材料的内部留下较大的气孔率，可以降低其热膨胀系数，并使材料在受热过程中有一定的空间进行结构调整，能够显著的提高Al_2O_3陶瓷材料的抗热冲击次数。 实验结果表明，江西蜂窝蓄热体具有良好的蓄热性、传热性、抗热震性和耐高温性，并具有较高的强度和密度，是一种非常理想的高温型蓄热体。

上一篇     下一篇