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随着科技的发展和化石能源的日益枯竭,由太阳能和核能等产生的电能在能源结构中的比重越来越高,并且有可能在不久的将来超越化石能源而成为最主要的能源。因此提高电能的利用效率对节能具有重要的意义。
电加热设备大部分为间歇式加热方式,减少设备的蓄热可提高能源的利用效率。将轻质耐火材料应用到电加热设备中,可降低隔热材料的蓄热,提高电能的利用效率。计算表明,轻质隔热材料为1Kg的小型电加热设备,工作温度为800℃,每天开启3次,可节约用电约0.16 kWh。考虑到我国电加热设备数量巨大,如果轻质耐火材料在电加热领域得到广泛的应用,对节能减排能做出巨大贡献。
本论文通过仲丁醇、羟甲基纤维素钠和PEG2000与茶皂素发泡剂的复配,制备了泡沫性能稳定的发泡剂。压缩空气法发泡试验结果表明,茶皂素发泡液的最佳配方为:茶皂素0.5%、仲丁醇0.2%、羧甲基纤维素钠1.0%、聚合物PEG2000为0.2%。
以粉煤灰、偏高岭土与磷酸为原料,分别采用加泡沫和加轻质骨料制备了磷酸盐结合的轻质耐火材料。利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA-TG)、扫描电镜(SEM)等分析了不同热处理温度下磷酸盐材料的物相组成、样品的显微结构以及力学性能。实验结果表明,偏高岭土中活性氧化铝与磷酸溶液反应形成无定形的AlPO4胶凝材料,具有良好的中高温稳定性,在800℃下保温2小时后其强度仍得到保持,克服了传统磷酸盐结合胶凝材料中高温稳定性差的缺点。
磷酸盐结合轻质耐火材料要应用到电加热设备中,首先必须满足高温绝缘性能要求。通过测试样品在300~800℃的阻温特性,发现电阻率随温度升高而逐步降低。实验结果表明,磷酸盐结合轻质耐火材料在高温下以离子导电为主。