Riċerka u applikazzjoni ta 'konduttività termali baxxa tal-manjeżju-aluminju briks spinel prestazzjoni ta' insulazzjoni tas-sħana
Astratt: Sabiex tissolva l-problema ta 'konduttività termali għolja ta' briks spinel tal-manjeżju-aluminju, il-proprjetajiet ta 'sinterizzazzjoni u l-mikrostruttura ta' aggregat refrattarju ta 'l-aluminju poruż-aluminju rari-doped ta' l-ossidu ta 'l-ossidu rari. Il-micropowder tal-alumina industrijali u r-ramel tal-manjeżja elettrofused intużaw bħala l-materja prima ewlenija, id-dodecylbenzene sulfonate tas-sodju (SDBs) intuża bħala l-aġent li jonfoħ, u dextrin intuża bħala l-aġent li jorbot biex iħejji manjesja poruża tal-manjesja-aluminju spinel, flimkien maż-żieda ta 'frazzjonijiet tal-massa differenti ta' Y2O3, YB2O3, La2O3 u SM2O3, rispettivament, u sinterizzat f'1600 grad bi preservazzjoni tas-sħana ta '3H, rispettivament, u l-kampjuni ġew determinati billi sinterizza d-densità tal-massa, il-porożità apparenti, u l-kampjuni sinterizzati minn XRD, SEM, SEM, EDS u mezzi oħra ta' karatterizzazzjoni tal-kompożizzjoni tal-fażi fiżika tagħha u mikrostruttura, sabiex jiżvelaw l-ossidi rari tad-Dinja spinel tad-Dinja spinel ta 'l-aluminum ta' l-aluminum ta 'l-aluminum ta' l-aluminum. L-introduzzjoni ta 'ossidi ta' l-art rari fuq is-sinterizzazzjoni ta 'spinel tal-manjesju-aluminju għandha effett promozzjonali, id-densità tal-massa tal-kampjun, saħħa kompressiva tal-kampjun fl-SM3O2 żieda ta' 1.5wt% laħqet massimu, rispettivament, 2.28g \/ cm³ u 50.5MPa. Ossidi rari tad-dinja b'pinel tal-manjeżju-aluminju biex jiffurmaw soluzzjoni solida ta 'sostituzzjoni, u b'hekk tippromwovi s-sinterizzazzjoni tad-densifikazzjoni spinel tal-manjeżju-aluminju, il-vakanzi katjoniċi u d-difetti tal-kannizzata tal-kanna tal-manjeżju-aluminju. Favorevoli għall-iżvilupp u t-tkabbir tal-kristalli spinel tal-manjeżju-aluminju, permezz tal-prodotti magħmula minn din il-materja prima għandha tnaqqis sinifikanti fil-konduttività termali minn prodotti simili.
1.preambolu
Fil-preżent, il-konsum tal-enerġija tal-kalkara li jdur tas-siment taċ-Ċina huwa serju ħafna, speċjalment il-kalkara li jdur tas-siment eżistenti qabel u wara ż-żona ta 'transizzjoni materjali refrattarji mingħajr il-protezzjoni tal-ġilda tal-kalkara, briks refrattarji huma direttament soġġetti għal erożjoni materjali, tagħbija termali u impatt ta' tensjoni mekkanika, l-użu ta 'kundizzjonijiet ħorox ħafna. Fil-preżent, iż-żona ta 'transizzjoni tal-kalkari li jdur fuq skala kbira taċ-Ċina ġeneralment tuża briks tas-silika, briks aħmar tas-silika jew briks spinel tal-manjesja-aluminju, il-ħajja tas-servizz bażikament tissodisfa r-rekwiżiti tal-produzzjoni tas-siment. Madankollu, minħabba l-briks spinel tal-manjeżju-aluminju u l-briks tas-silika, konduttività termali tal-briks aħmar tas-silika, briks spinel tal-manjeżju-aluminju akbar minn jew daqs it-3. {0 w \/ mk, briks tas-silika akbar minn jew daqs 2.8 w \/ mk, li jirriżultaw fil-proċess ta 'operazzjoni tal-kalkari li jduru tas-siment qabel u wara t-tranżizzjoni 400 grad. Temperatura ogħla tal-ħajt taċ-ċilindru ġġib serje ta 'problemi, bħal żieda fil-konsum tal-faħam ta' tunnellati tas-siment ta 'clinker, żieda fl-emissjoni ta' gassijiet li jniġġsu, u jikkawżaw serjament "kalkara ħamra", li jaffettwaw l-operat sikur ta 'kalkara li jdur tas-siment.
Ħfief refrattarji prinċipalment permezz tal-introduzzjoni ta 'ċertu ammont ta' pori fil-materjal, mingħajr ma tnaqqas b'mod sinifikanti s-saħħa tal-materjal refrattarju fl-istess ħin, għandha konduttività termali aktar baxxa; Fl-iffrankar tal-enerġija fl-istess ħin jista 'wkoll inaqqas il-konsum ta' riżorsi fil-proċess ta 'preparazzjoni u servizz ta' materja prima, hija direzzjoni tar-riċerka u l-iżvilupp ta 'materjali refrattarji. Għalhekk, l-iżvilupp ta 'refrattarji ħfief ta' konduttività termali baxxa ta 'konduttività termali-aluminju huwa ta' sinifikat prattiku kbir għall-iffrankar tal-enerġija u t-tnaqqis tal-konsum fl-industrija tas-siment.
2.Test
2.1Test Materjal
Għat-test, l-alumina (daqs tal-partikuli inqas minn jew daqs {{0}}. 088 mm) u manjesja elettrofused (daqs tal-partikuli inqas minn jew daqs 0.088 mm) ġew magħżula bħala l-materja prima ewlenija (il-kompożizzjoni kimika hija murija fit-Tabella 1), sodju dodecylbenzene sulfonate ( Stabilizzatur tar-ragħwa, u ossidu Yttrium (Y2O3), ossidu Ytterbium (YB2O3), ossidu tal-lantanum (LA2O3) u ossidu tas-samarium (SM2O3) bħala l-addittivi.
Tabella 1 Kompożizzjoni kimika tal-materja prima
2.2 Formulazzjoni tat-Test u Preparazzjoni tal-Kampjun
Ramel tal-manjeżju tal-alumina u elettrofused imħallat ma '1: 1 (proporzjon molari), ossidi tad-dinja rari bħala addittivi, u mbagħad iżid 35% ta' ilma, {0. {0 1 wt% aġent tal-foaming u 0.1 wt% stabbilizzatur tal-foam, l-istabbilizzatur tal-foam, imħejji għal 5 min, imferra Fil-proċess ta 'tferrigħ tal-forom għandhom ikunu mgħobbija b'materjali u tħabbat, imla l-forom b'materjal sħiħ wara li l-moffa fuq il-formula tat-test hija murija fit-Tabella 2.
Tabella 2 Formulazzjonijiet sperimentali (wt%)
2.3 Immaniġġjar tal-kampjuni u ttestjar tal-prestazzjoni
Wara l-iffurmar, l-eżemplari ġew imnixxfa b'mod naturali għal 24 siegħa, u mbagħad jinżammu f'kaxxa tat-tnixxif f'110 grad għal 12 siegħa. Fl-aħħarnett, l-eżemplari mnixxfa ġew kalċinati f'1600 grad għal 3 sigħat. Il-kompożizzjoni fiżika ġiet analizzata bl-użu ta 'analizzatur ta' diffrazzjoni tar-raġġi X (diffractometer panalytical x'pert trab) u d-densità tal-massa, il-porożità apparenti, u t-temperatura tal-kamra tas-saħħa kompressiva tal-kampjuni ġew imkejla, rispettivament. Id-densità tal-massa, il-porożità apparenti, u t-temperatura tal-kamra tas-saħħa kompressiva tal-kampjuni ġew imkejla.
3.Analiżi u diskussjoni dwar ir-riżultati sperimentali
Fig. 1 relazzjoni bejn ossidi rari differenti tad-dinja u densità tal-massa u porożità apparenti ta 'kampjuni
L-effetti ta 'ossidi ta' l-art rari differenti fuq id-densità tal-massa u l-porożità apparenti ta 'aggregat ħafif spinel tal-manjeżju-aluminju huma murija fil-Figura 1. Kif jista' jidher mill-figura, il-kampjun mingħajr ossidi tad-dinja rari miżjuda mineralizzatur għandu l-inqas densità tal-massa, u l-erba 'ossidi tad-dinja rari għandhom l-effett li jippromwovu s-sintering tal-kampjun. Il-kampjun biż-żieda ta 'SM2O3 kellu l-ogħla densità tal-massa u l-inqas porożità apparenti ta' 2.15 g \/ cm³ u 35.27%, rispettivament. Meta 1 wt% ta 'YB2O3 ġie miżjud, il-kampjuni kellhom densità ta' massa relattivament għolja u porożità apparenti ta '2.13 g \/ cm³ u 47.77%, rispettivament.
Fig. 2 Effett ta 'ossidi ta' art rari differenti fuq saħħa kompressiva ta 'kampjuni f'temperatura tal-kamra
L-effetti ta 'ossidi rari differenti tad-dinja fuq is-saħħa kompressiva tal-kampjuni huma murija fil-Fig. Dan huwa dovut l-aktar għall-fatt li l-proprjetà li tippromwovi s-sintering ta 'SM2O3 hija l-aħjar, u r-riżultat huwa wkoll konsistenti mar-riżultati tat-test tad-densità tal-massa.
Fig. 3 xejriet ta 'diffrazzjoni tar-raġġi X ta' kampjuni b'addittivi rari ta 'ossidu ta' l-art differenti
Ix-xejriet ta 'diffrazzjoni tar-raġġi X tal-kampjuni b'kontenut ta' 1% ta 'tipi differenti ta' ossidi tad-dinja rari huma murija fil-Fig. 3. Il-kampjuni mingħajr ossidi rari tar-rari wrew qċaċet ta 'diffrazzjoni intensi attribwiti lil MGO f'madwar 46 grad. B'kuntrast, il-quċċati ta 'diffrazzjoni ta' MgO f'46 grad fil-kampjuni doped ma 'Y2O3, Sm2O3 u La2O3 huma ovvjament imdgħajfa jew saħansitra sparixxew, u jindikaw li l-iżvilupp u l-formazzjoni ta' MGAL2O4 huma aktar kompluti f'dawn it-tliet kampjuni. Ta 'min jinnota li fil-kampjun YB2O3, il-quċċata ta' diffrazzjoni f'46 grad għadha ovvja, li turi li l-effett li jippromwovi s-sinterizzazzjoni ta 'YB2O3 huwa ifqar minn dak tat-tliet ossidi rari l-oħra tad-dinja.
Fil-qosor tar-riżultati, jista 'jidher li ż-żieda ta' ossidi ta 'l-art rari bħala aġenti tal-mineralizzazzjoni tista' tippromwovi b'mod effettiv il-formazzjoni ta 'mgal2O4, li fiha l-kampjuni biż-żieda ta' SM2O3 għandhom densità ta 'massa relattivament għolja u saħħa kompressiva. Għalhekk, l-effett taż-żieda ta 'SM2O3 fuq id-densità tal-massa u l-porożità apparenti tal-kampjuni ġie investigat speċifikament, u r-riżultati huma murija fil-Fig. 4.
Fig. 4 Effett ta 'żidiet differenti ta' SM2O3 fuq porożità apparenti u densità tal-massa ta 'kampjuni
Ir-relazzjoni bejn iż-żieda SM2O3 u l-porożità apparenti u d-densità tal-massa tal-kampjuni hija murija fil-Fig. 4. Mill-figura, jista 'jidher li x-xejriet tal-varjazzjoni ta' porożità apparenti u densità tal-massa huma opposti. Biż-żieda tal-kontenut ta 'ossidu tas-samarium fil-kampjun, il-porożità apparenti tonqos u d-densità tal-massa tiżdied biż-żieda ta' l-ammont ta 'ossidu tas-samarium fil-firxa ta' 0} ~ 1.5 wt%. Meta l-kontenut ta 'ossidu tas-samarium kien ta' 1.5 wt%, il-porożità kienet l-iktar baxxa u d-densità tal-massa kienet l-ogħla. Madankollu, meta l-kontenut ta 'ossidu ta' samarium qabeż il-1.5% f'punt, il-porożità apparenti bdiet tiżdied u d-densità tal-massa bdiet tonqos.
Fig. 5 Effett ta 'kontenut differenti ta' SM2O3 fuq is-saħħa kompressiva ta 'kampjuni f'temperatura tal-kamra
Ir-relazzjoni bejn il-kontenut differenti ta 'ossidu tas-samarium u s-saħħa kompressiva tat-temperatura tal-kamra tal-kampjuni hija murija fil-Fig. 5. Kif jista' jidher mill-figura, meta l-kontenut ta 'ossidu tas-samarium fil-kampjun huwa fil-firxa ta' 0 ~ 1.5wt%, is-saħħa kompressiva tat-temperatura normali tal-kampjun hija proporzjonali għall-bidla tal-kontenut ta 'ossidu tas-samariju. Meta l-kontenut ta 'ossidu tas-samarium huwa ta' 1.5 wt%, is-saħħa kompressiva tal-kampjun hija l-valur massimu, li huwa 94% ogħla minn dak tal-kampjun mingħajr ossidu tas-samarium. Madankollu, meta l-kontenut ta 'ossidu ta' samarium qabeż il-1.5 wt%, is-saħħa kompressiva fit-temperatura tal-kamra bdiet tonqos. Juri li ż-żieda ta 'ossidu tas-samarium tista' ttejjeb is-saħħa kompressiva ta 'aggregat ħafif MG-Alse.
XRD tal-kampjuni b'kontenut differenti ta 'SM2O3 miżjud, il-kampjuni ppreparati għandhom qċaċet qawwija ta' diffrazzjoni Mgal2O4. Il-paragun mad-diffractograms tal-kampjuni mingħajr addittivi fil-Fig. 3 jiżvela li l-qċaċet ta 'diffrazzjoni MgO tal-kampjuni SM2O 3- li fihom huma relattivament ċatti, li fosthom il-qċaċet ta' diffrazzjoni ta 'ossidu tal-manjeżju huma l-iktar ċatti meta ż-żieda SM2O3 hija 1.5 wt%. Dan juri li ż-żieda ta 'SM2O3 tista' tippromwovi l-formazzjoni ta 'spinel tal-manjeżju-aluminju. Ta 'min jinnota wkoll li fi 34.2 grad u 23.7 grad (1.5 wt%), SM2O3 irreaġixxa bl-impuritajiet fil-materja prima biex tiġġenera punt għoli ta' tidwib rari tad-dinja tas-silikat tad-dinja Ca2SM8 (SiO4) 6O2 li tissostitwixxi l-immaġni oriġinali tal-ħġieġ tas-silikat ta 'tidwib baxx, li hija ta' għajnuna għall-proprjetajiet tas-sinterizzazzjoni u l-proprjetajiet għoljin tat-temperatura tal-materjal. Il-qċaċet spinel tal-manjeżju-aluminju u l-qċaċet tal-manjeżit tal-kampjuni ppreparati ġew mibdula għal ċertu punt, li kienet dovuta prinċipalment għall-istruttura 4F tas-saff tal-elettroni u l-attività kimika tal-joni tal-art rari SM {{31 {31} {31} {31} {31}} (R {= 0. 0964 nm) li kkawżaw soluzzjoni solida tal-partikuli, il-parti ta 'l-attivazzjoni tal-kanni Fl-aħħar mill-aħħar ippromwova s-sinterizzazzjoni.
4. Konklużjoni
Fis-sintesi ta 'aggregat ħafif spinel MG-AL, iż-żieda ta' ossidu ta 'yttrium, ossidu ta' ytterbium, ossidu tal-lantanum u ossidu tas-samarium jistgħu jżidu d-densità tal-massa, inaqqsu l-porożità apparenti, iżidu l-qawwa kompressiva, u jippromwovu l-formazzjoni ta 'mg-AL, li fiha l-prestazzjoni tas-sinterizzazzjoni tal-kampjuni tas-samarium hija aktar favorevoli. Meta ż-żieda ta 'SM2O3 tilħaq 1.5 wt%, il-kampjun għandu l-inqas porożità u l-ogħla densità tal-massa ta' 2.28 g \/ cm³ u 31.72%, rispettivament.
5. Applikazzjonijiet
Permezz tat-teknoloġija ta 'hawn fuq, il-briks spinel kompost b'ħafna saffi ta' konduttività baxxa tal-manjesju-aluminju huma applikati f'metri 24-32, it-temperatura medja hija 43 grad inqas minn dik tal-briks spinel tal-manjesju-aluminju, u l-ħajja tas-servizz tilħaq aktar minn 12-il xahar. Il-briks spinel tal-manjeżju-aluminju termali baxxi mhumiex biss rikonoxxuti mill-klijenti domestikament, iżda wkoll ġew applikati f'ħafna fran li jdur minn klijenti barranin bħas-siment tal-Messiku u t-Turkija, u ġew imfaħħra ħafna.
Bil-għan tal-problemi ta 'konsum għoli ta' enerġija u emissjoni għolja tal-karbonju fl-industrija tas-siment, il-briks spinel tal-manjesja-alumina komposti b'ħafna saffi termali għandhom il-karatteristiċi avvanzati li ġejjin: l-ottimizzazzjoni tas-saff tax-xogħol permezz tal-forma ta 'struttura komposta ta' tliet saffi tnaqqas il-konduttività termali tas-saff tax-xogħol u ttejjeb ir-reżistenza għal xokk termali. saff ta 'insulazzjoni. Il-bord tal-fibra tal-alumina rinforzat biż-żirkonja b'reżistenza ta 'temperatura għolja eċċellenti ntgħażel bħala l-materjal għas-saff ta' insulazzjoni termali permezz tal-istudju ta 'materjali ta' insulazzjoni termali differenti. Matul il-proċess ta 'preparazzjoni, il-proċess ta' produzzjoni innovattiv jintuża biex jirrealizza l-iffurmar u l-isparar simultanju, jissimplifika l-proċess, inaqqas l-ispiża u jtejjeb l-effiċjenza tal-produzzjoni. Konduttività termali baxxa tal-manjesju-aluminju spinel briks konduttività termali 2. 4-2. 5w \/ (mk) hija ferm inqas mis-suq kurrenti tal-briks spinel tal-manjesju-aluminju ordinarju 3. 0-3. 3W \/ (MK).
Permezz tal-applikazzjoni attwali tal-feedback tal-klijent konduttività termali baxxa b'ħafna saffi komposti tal-manjesju-aluminju spinel briks jistgħu jnaqqsu b'mod effettiv it-temperatura taċ-ċilindru fuq iż-żona ta 'transizzjoni tal-kalkara tas-siment, iffrankar tal-enerġija u benefiċċji għat-tnaqqis tal-karbonju. Għall-iffrankar tal-enerġija tal-kalkara li jdur tas-siment u t-tnaqqis tal-emissjonijiet jipprovdi direzzjoni ġdida.
Zinfon Refratcory Technology Co., Ltd
Aħna fornitur ta 'materjal refrattarju li jintegra R & D, produzzjoni, kostruzzjoni, ħażna u kummerċ.
Aħna qed noffru diversi refrattarji tal-manjeżja u l-alumina inklużi prodotti kemm iffurmati kif ukoll dawk mhux imqaxxra, materja prima u prodotti kimiċi relatati.
Aħna ċċertifikati għal ISO9001, ISO14001, ISO45001 u ċertifikazzjonijiet nazzjonali u lokali oħra kif ġej: