隨著高溫行業(yè)的不斷發(fā)展,耐火材料為與之契合也在不斷進(jìn)步。眾多學(xué)者在不斷探索開發(fā)新型耐火材料的同時(shí),對原有耐火材料的增強(qiáng)也在不斷研究。機(jī)械強(qiáng)度是耐火材料的重要指標(biāo),良好的機(jī)械強(qiáng)度可以提高耐火材料的使用壽命。耐火材料的增強(qiáng)方法較多,常用方法有添加燒結(jié)助劑、摻雜高強(qiáng)度晶須或纖維、合理級(jí)配、結(jié)合劑的選擇與改進(jìn),以及各種添加劑的使用等。那么耐火可塑料材料的增強(qiáng)和那些因素有關(guān)?

1、晶須和纖維的摻雜

晶須是指以單晶形式生長而成的微納米級(jí)別的短纖維,其原子排列高度有序,幾乎不存在通常材料中所存在的位錯(cuò)、空穴、晶界等缺陷,因而其強(qiáng)度接近于完整晶體的理論值,機(jī)械強(qiáng)度約等于原子間力的理論極限。晶須常被用于復(fù)合材料的增強(qiáng)。在耐火材料應(yīng)用方面,由于晶須價(jià)格較貴,直接添加成本較高,因此常通過使用添加劑原位生成晶須來對耐火材料進(jìn)行增強(qiáng),或者使用纖維對耐火材料進(jìn)行增強(qiáng)。

2、填料的級(jí)配

在不定型耐火材料的制備與生成中,配料是重要的工序之一,不同粒度的填料的級(jí)配將會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量與檔次。就目前而言,關(guān)于填料的級(jí)配大多都在使用緊密堆積理論來對不同粒徑的填料顆粒進(jìn)行級(jí)配,然而由于不同粒徑填料的使用還會(huì)對結(jié)合劑的用量以及粘結(jié)效果產(chǎn)生影響,因此選擇合適的填料級(jí)配除理論計(jì)算外還需要與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。在不定型耐火材料中,結(jié)合劑作為粘結(jié)所有填料的基體,其粘結(jié)強(qiáng)度以及力學(xué)性能將直接對耐火材料的整體性能產(chǎn)生影響。因此耐高溫?zé)o機(jī)結(jié)合劑的研發(fā)與改進(jìn)也是耐火材料領(lǐng)域重點(diǎn)關(guān)注的問題。

不定型耐火可塑料結(jié)合劑主要為磷酸鹽結(jié)合劑,硅酸鹽結(jié)合劑以及水泥結(jié)合劑等。不同的結(jié)合劑在不同溫度下的應(yīng)用效果有很大差異。在結(jié)合劑的改進(jìn)方面,以磷酸鋁鹽結(jié)合劑為例,主要的改進(jìn)方法有采用不同種類結(jié)合劑的復(fù)配,以及在結(jié)合劑中引入其他金屬陽離子,來提高結(jié)合劑在某些方面的性能。