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新型耐火材料——氧化鋁空心球

　　空心球作為一種新型材料，其明顯特征就是具有很大的內(nèi)部空間及厚度在納米尺度范圍內(nèi)的殼層。此種特殊結(jié)構(gòu)使它的應(yīng)用范疇不斷擴(kuò)大，已擴(kuò)展到材料科學(xué)、染料工業(yè)等眾多領(lǐng)域，也可作輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料、隔熱、隔聲和電絕緣份材料等。目前已開(kāi)發(fā)的多種空心球的制備方法，如模板法、吸附技術(shù)、噴霧高溫分解 法，超聲化學(xué)法、水熱法、化學(xué)誘導(dǎo)自轉(zhuǎn)變法 等。

　　氧化鋁是一種多孔性、高分散度的固體物料，具有良好的吸附性能、表面酸性及熱穩(wěn)定 性，氧化鋁在催化方面， 顯示了獨(dú)特的優(yōu)越性。

　　耐火空心球?yàn)橐环N制作***隔熱耐火材料的重要原料。與普通隔熱材料相比，耐火空心球制品具有密度小、空隙多、連通少、強(qiáng)度大、耐壓荷重軟化溫度、重?zé)€收縮率低的特點(diǎn)。耐火空心球的制法有電熔法和燒結(jié)法。

　　電熔成球法是在電爐中將耐火材料熔融成液態(tài)，傾倒出來(lái)時(shí)，用壓縮空氣吹成空心球。例如，以粒度<0.15mm的棕剛玉為原料，加人2%-3%的CaF2，倒入電弧爐中熔融，待棕剛玉完全熔融，熔體不斷有氣泡冒出后，精煉20min，至爐溫達(dá)1900℃以上，提起電極，傾爐噴吹，采用的壓縮空氣壓力0.98MPa，噴嘴直徑40mm，噴嘴寬度5mm，噴嘴固定在爐子下方75mm，噴嘴與爐嘴夾角68°。所得空心球氧化鋁含量為92.1%，粒度0.2-5mm空心球的堆積密度為750kg/cm3。

　　燒結(jié)法采用可燃物作為核，將球核放入成球盤(pán)，調(diào)整好成球盤(pán)的轉(zhuǎn)速后，使球核在盤(pán)內(nèi)一邊翻轉(zhuǎn)、滾動(dòng)，一邊加入結(jié)合劑與耐火原料干粉，讓球核吸附結(jié)合劑，裹上干粉成球。然后，經(jīng)烘干、煅燒而制成陶瓷空心球。裹粉成型工藝制成的空心球具有堆積密度小，球壁均勻、光滑，成球率髙，成本低、效率高、性能好的優(yōu)點(diǎn)。裹粉燒結(jié)制球工藝解決了生產(chǎn)輕質(zhì)耐火材料制品所需體積密度小于0.6g/cm3耐火空心球原料的問(wèn)題。

　　耐火材料常用空心球是利用氧化鋁或氧化鋯等原料熔化成液態(tài)，以一定的速度流出，用壓縮空氣將高溫熔融液體吹成小液滴，在表面張力和離心力的作用下形成一個(gè)個(gè)空心小球。主要材質(zhì)有氧化鋁質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鋁鉻質(zhì)、鉻質(zhì)和鋯質(zhì)等。國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的主要有氧化鋁質(zhì)和氧化鋯質(zhì)。

　　氧化鋁質(zhì)和氧化鋯質(zhì)空心球是不定形材料中應(yīng)用的空心球原料，因其使用溫度可以分別高達(dá)1800℃和2000℃，所以常常用于與火焰直接接觸的部位。但是由于其壁薄易碎，所以不宜搗打成型。氧化鋁空心球是制造隔熱耐火材料的優(yōu)質(zhì)原料。

　　氧化鋁空心球常在耐火材料行業(yè)被用作輕質(zhì)磚(氧化鋁空心球磚)、輕質(zhì)耐火澆注料(氧化鋁空心球輕質(zhì)耐火澆注料)等。