文档介绍：TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
陶瓷材料论文陶瓷基复合材料论文
密集烤烟房用氧化铝-堇青石换热陶瓷材料的制备
摘 要：本文以矿物原料制备了氧化铝-堇青石换热陶瓷材料，研究了其密度、抗热震性能和热导率等性能，并将其用于烤烟生产工艺中。研究结果表明，随着温度的提高，样品的热导率也有所提高，烧结收缩率也增大；随着堇青石含量的增加，铝矾土含量的降低，样品热导率先增加后降低，并在堇青石含量为20%，1300℃/(m·K)。，抗热震性能良好。
关键词：天然矿物；热导率；抗热震；氧化铝；堇青石
1 引 言
目前密集烤房供热系统中绝大部分使用钢制金属换热器，而且大部分使用耐硫酸露点腐蚀性能较差的普通低碳钢。使用高温下耐酸的合金钢材，可提高耐腐蚀性、延长换热器使用寿命，但由于耐酸高温合金钢价格比较高，耐腐蚀性也不是很理想。因此，研究开发耐腐蚀性好、性价比高的新型换热器材料将成为一个重要的发展方向。
氧化铝晶体在常温下热导率为30W/m·℃，小于氧化铍、氮化铝、金刚石和碳化硅等材料的热导率值，而其原料来源广、成本低廉、制造工艺简单的优势却是上述材料远远不能相比的。但氧化铝陶瓷的热膨胀系数较大，抗热震能力较差，这些缺点在很大程度上限制了其应用范围，也未见以氧化铝陶瓷作为换热器材料使用的报道。向氧化铝陶瓷中掺杂堇青石，制备氧化铝-堇青石复合陶瓷，则可以大大改善其高温热物理性能，从而可能将氧化铝陶瓷的应用拓展至热工行业。
湖北省烟叶公司和武汉理工大学绿色建筑材料及制造教育部工程研究中心的研究人员以矿物原料制备了氧化铝-堇青石换热陶瓷材料，并研究了其密度、热导率和抗热震等性能，提出了较好的配方和热处理制度，希望能为这种新型陶瓷换热器材料进一步工业化生产与推广提供有益参考。
2 实 验
实验主要原料为山西孝义产铝矾土、河南登封产堇青石、广西三环产钾长石、陕西铜川上店土，白云石和碳酸钡作为添加剂少量使用,所用原料的主要化学组成见表1。所有原料均预先进行破碎粉末，所得粉料过100目筛备用。
按照表2配料，分别记为1#、2#、3#、4#组，四组配方中紫木节土、钾长石、白云石和碳酸钡含量一致，分别为7%、3%、4%和4%，仅改变铝矾土和堇青石的含量。将制备好的配合料按照料:球:水=1::2的质量比例，在以刚玉球为研磨介质的球磨罐中球磨48h，然后在100℃下烘干24h。
将球磨48h后烘干得到的配合料造粒，分别在4MPa的压力下成形得到直径为12mm的圆片坯体，在20MPa压力下成形得到尺寸为50mm×30mm×15mm的块状坯体。然后分别在1280
℃和1300℃温度下烧成得到氧化铝-堇青石陶瓷样品，烧成温度受限于中试陶瓷厂窑炉的烧成温度。
样品的体积密度用阿基米德原理测试；样品的烧结线收缩率用游标卡尺测量； 陶瓷样品的抗热震性能按照YB/[1]进行测试，将样品分别在800℃和600℃中保温20min以使之充分受热，然后取出