【摘 要】
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高强低导热一直是隔热耐火材料的研究方向,为进一步提高传统植物造孔剂燃烬法制备隔热材料的强度、降低其导热系数,本论文以Al2O3隔热耐火材料为研究对象,将植物造孔剂燃烬法与遗态材料制备方法（溶胶凝胶法）相结合,引入溶胶浸渍植物造孔剂模板制备Al2O3隔热材料,主要研究内容包括:以二氧化锆、三氧化二铝、二氧化硅三种溶胶对植物造孔剂秸秆进行真空浸渍预处理,研究溶胶种类及浓度对造孔剂结构与性能的影响;并引
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高强低导热一直是隔热耐火材料的研究方向,为进一步提高传统植物造孔剂燃烬法制备隔热材料的强度、降低其导热系数,本论文以Al2O3隔热耐火材料为研究对象,将植物造孔剂燃烬法与遗态材料制备方法（溶胶凝胶法）相结合,引入溶胶浸渍植物造孔剂模板制备Al2O3隔热材料,主要研究内容包括:以二氧化锆、三氧化二铝、二氧化硅三种溶胶对植物造孔剂秸秆进行真空浸渍预处理,研究溶胶种类及浓度对造孔剂结构与性能的影响;并引入溶胶预处理秸秆为植物造孔剂模板制备隔热材料,对其孔结构与性能进行检测分析,探究植物遗态结构对隔热耐火材料性能的影响。结果表明:（1）造孔剂的吸胀性受溶胶种类影响较大,且随着溶胶种类的不同,其受溶胶浓度的影响程度也不尽相同;经溶胶浸渍后造孔剂回弹位移变化不大。在三种溶胶中通过以三氧化二铝溶胶作为浸渍剂可以实现在1200℃下较好保留秸秆原有的管孔结构,无松散和坍塌现象。（2）相较于以未处理秸秆为造孔剂时形成的不规则大孔,以溶胶浸渍秸秆为造孔剂制备Al2O3隔热材料时,大部分孔结构发生明显改变:以三氧化二铝溶胶和二氧化硅溶胶浸渍秸秆为造孔剂时,造孔剂衍生遗态结构可引起孔的形状、大小、分布等孔结构参数发生变化;而以二氧化锆溶胶浸渍秸秆为造孔剂时,由于二氧化锆晶型转变引起的体积变化,造孔剂遗态结构留存在不规则孔的内部。（3）对以经三种溶胶浸渍秸秆为造孔剂制备的隔热材料进行比较,确定引入3 wt%二氧化硅溶胶浸渍秸秆为造孔剂制备隔热材料的方案为本实验中的最优方案。经1110℃烧后其常温耐压强度高达48.64 MPa,800℃下的热导率为0.447 W/m·K,同时实现了导热系数的降低与材料强度的提高。并采用以实验值验证理论模型的方式,在Maxwell-Eucken基本模型的基础上,建立了可用于预测该隔热材料不同温度下有效导热系数的模型。
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