含锆纤维在蓄热式加热炉改造中的应用

应用含锆纤维贴块改造加热炉炉顶、炉墙水梁表面,延长加热炉炉顶、炉墙、水梁包扎耐火材料的使用寿命,减少热损失、节能降耗。

甩丝含锆纤维的研制和生产

本文通过对甩丝含锆耐火材料生产和使用过程的回顾，分析了添加ＺｒＯ２提高甩丝耐火纤维使用性能的机理，旨在进一步优化配料组成和生产工艺，以期达到更好地使用性能和更低的成本。

大温度梯度下含锆型硅酸铝纤维板的透波性能

为探究微波冶金反应器内常用隔热保温材料——含锆型硅酸铝纤维板(ZAF)在温度梯度下的透波性能,首先采用谐振腔微扰法测量了ZAF在25~1000℃范围内的复介电常数;其次采用激光闪射法测量了ZAF在100~500℃范围内的热导率;最后基于电磁波传输线理论和传热理论研究了ZAF在频率、极化模式、入射角度及材料厚度等因素影响下的透波性能。结果表明:ZAF的介电常数随温度的增加整体变化幅度较小,介电损耗因子则在900℃之后呈指数型增大;ZAF的热导率随温度的增大而逐渐增加,其上升幅度约为39.65%;在2450MHz频率下,ZAF的功率透过系数大于0.9的比例要高于915MHz频率,且在相同频率下,水平极化模式(TM)的透波性能优于垂直极化模式(TE);随着ZAF厚度的增加,其功率透过系数曲线出现了多个透波峰,且2450MHz频率下的透波峰数量多于915MHz频率;在TE极化模式下,微波以0°~30°入射时材料具有良好的透波性能,在TM极化模式下,微波以0°~60°入射时材料具有较高的透波性能,并且存在能使微波发生全透射的布儒斯特角。

含铬陶瓷纤维与含锆陶瓷纤维的比对

通过对含铬陶瓷纤维与含锆陶瓷纤维在生产技术和使用性能方面的比对分析，论述了含铬陶瓷纤维在生产时原料熔化温度高，电耗高，成纤难度大，纤维强度差，表明在生产技术方面，含铬陶瓷纤维不如含锆陶瓷纤维优越：通过对两种纤维在高温下的稳定性的比对，论述了含铬陶瓷纤维在使用过程中加热线收缩大，高温体积稳定性差，同时纤维中的Cr2O3在高温下容易挥发，产生具有致癌作用的CrO3这种六价铬的化合物，造成环境污染，危害人体健康，表明在使用性能方面，含铬陶瓷纤维不如含锆陶瓷纤维优越。

短纤维增强高压电瓷复合材料的研究

以电瓷坯料为基体,以含锆硅酸铝纤维为增强体,分别在1240℃、1250℃、1260℃及1270℃下制备了纤维加入量不同的电瓷复合材料。结果表明,复合材料的抗折强度较基体瓷坯均有一定的提高;1250℃烧成的纤维含量为4%的试样平均抗折强度最高达168MPa,强度提高了68%。利用SEM等测试方法对纤维增强机理及纤维引入量与抗折强度的关系等进行了探讨。

短纤维增强硅酸盐陶瓷材料的研究

以硅酸盐瓷器坯料为基体,含锆硅酸铝纤维为增强体,分别在1240℃、1250℃、1260℃及1270℃下,制备纤维加入量不同的硅酸盐陶瓷复合材料。结果表明,复合材料的抗折强度较基体瓷坯均有一定的提高。1250℃烧成的纤维含量为4％的试样平均抗折强度最高达168MPa,强度提高68％。利用SEM等测试方法对纤维增强机理及纤维引入量与抗折强度的关系等进行了探讨。

先驱体转化法制备含锆SiC纤维及其组成

以聚硅碳硅烷(polysilacarbosilane,PSCS)与乙酰丙酮锆为原料,用常压高温裂解法制备了Si-Zr-C-O纤维先驱体聚锆碳硅烷(polyzirconocar- bosilane,PZCS),经过熔融纺丝、空气预氧化、惰性气氛烧成等工艺,制得Si-Zr-C-O纤维。通过元素分析、Auger电子能谱、X射线衍射、核磁共振和扫描电子显微镜等一系列分析测试手段研究了Si-Zr-C-O纤维的组成结构与性能。结果表明:Si-Zr-C-O纤维的元素组成为SiC_(1.24)H_xO_(0.56)Zr_(0.0129) (摩尔比),平均强度为2.50Pa,平均直径为11μm,纤维表面光滑平坦,没出现孔洞、裂纹、沟槽等缺陷,直径均匀。Si-Zr-C-O纤维表层和内部元素组成不同。Si-Zr-C-O纤维为非晶SiC纤维,纤维中包含较多的不定形游离C和O,以不定形SiC_xO_y复合相的形式存在,Zr则与复合相中的O相结合。

微波冶金反应器加热效率与均匀性优化

含锆型硅酸铝纤维板(zirconium aluminum silicate fiberboard,ZAF)作为保温炉衬在微波冶金反应器内的设计和安装常常是以经验为主,通常存在加热效率低、加热均匀性差等问题,难以满足实际工业生产要求。文章首先采用谐振腔微扰法测量了ZAF在2450 MHz频率下25~1000℃温度范围内的介电参数;采用激光闪射法测量了其在25~500℃范围内的导热系数;基于数值模拟技术探究了保温炉衬厚度变化对腔体内反射损耗S_(11)、电场、温度场和功率损耗等参数的影响。结果表明:ZAF的介电参数在700℃之后明显增大,导热系数在100℃之后随温度呈线性增加;保温炉衬的结构参数对负载的加热效率和均匀性具有重要影响,当保温炉衬厚度为60 mm时(方式3),谐振腔内负载的加热效率最高,在300 s时的平均温度为751.9℃,总吸收效率高达88.5%。

钢结构用水性膨胀型防火涂料的制备及性能研究

以高岭土及含锆陶瓷纤维作为增强填料,聚醋酸乙烯酯乳胶和醋叔乳胶的混合液为基料,多聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MEL)、季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,开发了一种燃烧后具有高强度膨胀炭层的水性膨胀型防火涂料。研究了乳胶类型、膨胀阻燃体系各组分配比、颜基比、高岭土及含锆陶瓷纤维对水性膨胀型防火涂料性能及炭层强度的影响。结果表明:聚醋酸乙烯酯乳胶和醋叔乳胶的质量比为2∶1,APP/MEL/PER质量比为12∶5∶5,颜基比为4,高岭土及含锆陶瓷纤维的添加量分别为4%与2%时,涂层的耐火时间最高,含锆陶瓷纤维的加入显著提高了膨胀炭层的强度。