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    耐磨耐火可塑料作為一種新型的不定形材料，解決了純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)管道易磨損、壽命短和熱利用率低等難題，耐磨耐火可塑料對(duì)提高余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約資源和能源具有重大意義。目前，高鋁礬土熟料作為一種重要的骨料，在耐磨耐火可塑料發(fā)展中起著重要的作用。近年來，我國高鋁礬土資源開采無序且經(jīng)常是采富礦棄貧礦，導(dǎo)致的耐火級(jí)高鋁礬土資源日益匱乏。目前，高鋁礬土存在生產(chǎn)工藝簡單、綜合利用率低、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題，從而導(dǎo)致其原料供應(yīng)緊張、生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大的問題。為了解決這些問題，我國許多耐火材料方面的專家經(jīng)過多年研究探索認(rèn)為，發(fā)展鋁礬土均質(zhì)料將是一條*越的途徑。

    本文以均質(zhì)料與高鋁礬土熟料為骨料，制備純低溫余熱發(fā)電用耐磨耐火可塑料，通過對(duì)比這兩種耐磨耐火可塑料的性能，試圖找到均質(zhì)料對(duì)耐磨耐火可塑料的影響，為均質(zhì)料工業(yè)化系統(tǒng)應(yīng)用提供依據(jù)。

    試驗(yàn)1.原料

    以均質(zhì)料或礬石熟料為骨料，高鋁微粉、SiC細(xì)粉、硅微粉等為粉料，磷酸二氫鋁為結(jié)合劑，以鎂砂為硬化劑，并添加有機(jī)燒結(jié)劑。

    本試驗(yàn)采用的結(jié)合劑為磷酸二氫鋁，是采用工業(yè)純H3PO4和Al(OH)3自行配制的(磷酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%)。其中，H3PO4和Al(OH)3的摩爾比在三四之間。

    2.實(shí)驗(yàn)方案

    ①相關(guān)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)

    固定基質(zhì)的種類和加入量，固定結(jié)合劑用量，只改變骨料的種類，研究均質(zhì)料替代礬土熟料后對(duì)可塑料性能的影響。上述兩種骨料及結(jié)合劑按表1進(jìn)行配比并編號(hào)。

    ②性能檢測(cè)

    按照以上配比準(zhǔn)確稱量所需原料及有機(jī)燒結(jié)機(jī)，倒入攪拌機(jī)中攪拌均勻后，先加入3%的結(jié)合劑，攪拌3min，使材料混拌均勻后，封口困料24h。然后將剩余3%的結(jié)合劑加入到材料中成型。

    將攪拌好的料分別制成40mm×40mm×160mm、230mm×115mm×65mm及耐磨試塊，室溫養(yǎng)護(hù)24h后脫模，在110℃干燥24h后備用。110℃烘干后試樣分別在815℃和1100℃保溫3h煅燒，測(cè)試燒后試樣的顯氣孔率、線變化率及處理后試樣燒后的冷態(tài)強(qiáng)度。

    耐磨性能：測(cè)試前，對(duì)試樣進(jìn)行815℃×3h的熱處理，然后按美國耐磨性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)(ASTMC704-94)檢驗(yàn)材料的耐磨性能，用試樣的磨損量來評(píng)價(jià)該材料的耐磨性能。

    熱震性能：測(cè)試前，對(duì)試樣進(jìn)行900℃×3h的熱處理，然后在900℃的條件下測(cè)定。
 結(jié)果與分析1.常溫物理性能分析

    在結(jié)合劑加入量相同的情況下，分別測(cè)定1號(hào)和2號(hào)試樣在110℃、815℃及1100℃處理后的抗折、耐壓強(qiáng)度。在基質(zhì)相同的情況下，2號(hào)試樣的抗折、耐壓強(qiáng)度在110℃、815℃及1100℃時(shí)均優(yōu)于1號(hào)試樣。110℃時(shí)1號(hào)和2號(hào)試樣的抗折和耐壓強(qiáng)度相差都不大，原因是該溫度下試樣強(qiáng)度主要是由其結(jié)合劑的加入量決定，在結(jié)合劑加入量相同的條件下，強(qiáng)度相差不大。兩試樣在815℃和1100℃時(shí)的抗折、耐壓強(qiáng)度有**的趨勢(shì)，且2號(hào)試樣的強(qiáng)度都比1號(hào)增加得更多，原因可能是2號(hào)試樣在常溫中基質(zhì)和骨料之間結(jié)合比1號(hào)試樣緊密，隨著熱處理溫度的升高2號(hào)試樣燒結(jié)過程中基質(zhì)所形成的莫來石相和以莫來石相為主晶相的均質(zhì)料結(jié)合得更加緊密，而礬土熟料由于雜質(zhì)富集等現(xiàn)象容易形成“短板效應(yīng)”。

    2.其他性能分析

    2號(hào)試樣的加熱*性變化、顯氣孔率及耐磨都優(yōu)于1號(hào)試樣，主要是因?yàn)椋壕|(zhì)料本身比較致密，雜質(zhì)少，強(qiáng)度高，且在處理溫度下基質(zhì)中與莫來石相和以莫來石相為主晶相的均質(zhì)料很好地結(jié)合在一起，隨著溫度的提高，結(jié)合程度更緊密，性能更加優(yōu)越。在處理溫度下，兩個(gè)試樣的熱震穩(wěn)定性都超過40次，說明與天然礬土熟料相比，以中低品位均質(zhì)料為主要原料制備的耐磨耐火可塑料同樣具有優(yōu)越的抗熱震性能。

    均質(zhì)料替代高鋁礬土熟料制備的耐磨耐火可塑料可提高試樣在110℃、815℃和1100℃燒后的抗折、耐壓強(qiáng)度，**其在815℃和1100℃燒后的顯氣孔率、線變化率及815℃時(shí)的耐磨強(qiáng)度。原因可能與均質(zhì)料自身的性能均一、致密、穩(wěn)定等性能有關(guān)。均質(zhì)料在耐磨耐火可塑料中的應(yīng)用為該產(chǎn)品使用壽命更加持久提供了可能。

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