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    耐火材料结构主要由固相与气孔两部分构成
    来源:    发布时间: 2019-04-17 16:21   179 次浏览   大小:  16px  14px  12px
      耐火材料结构主要由固相与气孔两部分构成 。它们之间的相对数量关系及其分布和结合状态构成了耐火材料的显微结构 。显微结构的组成包括气孔、颗粒、晶粒、晶界与相界、晶粒取向等 。耐火材料从显微结构可粗略分为两大部分:骨料与基质 。气孔作为显微结构的重
      耐火材料结构主要由固相与气孔两部分构成 。它们之间的相对数量关系及其分布和结合状态构成了耐火材料的显微结构 。显微结构的组成包括气孔、颗粒、晶粒、晶界与相界、晶粒取向等 。耐火材料从显微结构可粗略分为两大部分:骨料与基质 。气孔作为显微结构的重要组成部分,主要产生于基质中,但针对当前高温工业对耐火材料耐火性能及保温性能的要求,近年来许多学者在耐火材料骨料中引入气孔,不仅提高了材料的保温性能,并且实现了材料的轻量化 。同时,气孔本身具有非常复杂的结构,它在很大程度上影响材料的力 学性能和热学性能 。
      耐火材料多孔材料是当前材料科学中发展较为迅速的一种材料,引起了国内外学者的高度关注 。多孔材料的孔径大小和孔径分布等在很大程度上影响了材料的性能,特别是具有纳米孔径的多孔材料,具有很强的应用性 。多孔材料的制备方法主要有粉末冶金法、渗流法、喷射沉积法、熔体发泡法和共晶定向凝固法 。由于多孔材料具有体积密度小、导热系数低、保温隔热性能优良、化学稳定性和尺寸稳定性强等优良特性,已被广泛已应用到冶金、建材、化工、机械、造纸石化等高温、高能耗行业 。多孔陶瓷材料将陶瓷材料的特点和气孔特性进行有效结合,在过滤、吸附、催化和绝热等方面具有很大的应用价值 。因 此,对多孔材料的研究具有重大学术价值,对技术创新具有重要的意义,已成为国内外研究的热点 。本文将主要介绍材料的气孔特性与热学性能及力 学性能相关性的研究进展,同时讨论了现有研究中存在的问题 。用的气孔结构表征方法,在此方面进行了较为深入的研究 。气孔的存在减少了材料的负载面积,另一方面,气孔临近区域应力 集中,同样会导致材料的负载能力 下降 。陶瓷相材料的强度与气孔率满足一定的关系,即:
      1 气孔结构的表征
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      气孔是耐火材料中的重要组成部分,与材料的力 学性能和热学性能具有密切的关系,如:强度、导热系数、热震稳定性、抗渣侵蚀性和渗透性等[10-12] 。为了探究气孔特性与力 学性能和热学性能的关系,对气孔特性进行准确的表征是极为关键的 。常用的表征手段有扫描电镜(SEM)、分形理论、压汞法和氮气吸附法等[13-15] 。
      在材料气孔结构的表征手段中,通常采用SEM可以观察到材料的气孔结构,之后利用Imagepro软件计算气孔尺寸 。丁军等[16]以镁橄榄石为原料,通过熔盐法制备了具有较高强度的镁橄榄石轻质材料,通过SEM观察到了试样中较为均匀的空隙结构,其中大孔约为210 μm,小孔约为24 μm 。
      压汞法和氮气吸附法检测的孔结构参数包括孔隙率、孔径大小和分布、孔表面积和孔体积等参数 。其中压汞法一般用于大中孔的测定[17],测量的孔径范围可以从几纳米到几百微米,而且对试样的形状要求比较简单,可以为球形、圆柱状、粉末、片状等 。氮气吸附法测量的孔径较小[18],测量范围为几纳米到几百纳米 。气孔形貌的描述一般通过扫描电镜分析中的定性描述,但该方法不能准确的描述气孔形貌与材料性能之间的关系 。Mandelbrot提出的分形理论为描述气孔形貌提供了一种新的研究方法,并已经在混凝土等多孔介质的孔结构中取得了成功的应用 。http://www.