基本信息
- 项目名称：
- 尖晶石对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 参赛作品《氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响》，该项研究课题从2010年5月份开始，并由罗旭东等老师指导，经过了大量工作后于2010年底基本结束研究的。
- 详细介绍：
- 该作品是由辽宁科技大学“第六期大学生训练计划”确定项目方向。从2010年5月开始悉心研究，并在罗旭东等老师的指导下确定课题名称。实验中以不同粒度氧化铝空心球为原料，基质中引入二氧化硅微粉形成凝胶结合氧化铝空心球浇注料。添加电熔镁砂细粉作为添加剂，结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析，研究电熔镁砂中氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能影响。经过半年的研究实验，最终截稿并于2011年3月发表于《耐火与石灰》期刊中。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 随着新一代浇注料在世界范围内的广泛应用，氧化铝空心球浇注料为代表的加热炉用耐火材料浇注料日益受到重视。热震稳定性是衡量氧化铝空心球浇注料使用的重要指标，本研究的出发点是通过在材料中引入氧化镁，高温下形成镁铝尖晶石，利用镁铝尖晶石与刚玉的热膨胀性不同来提高凝胶结合氧化铝空心球浇注料的热震稳定性，最终研究出具有较好使用性能的氧化铝空心浇注料。
科学性、先进性及独特之处
- 本论文是在罗旭东讲师和张国栋教授等老师的指导下完成的，期间经过多次实验研究并提取了大量数据进行科学的理论分析。具有绝对的科学性。实验以不同粒度氧化铝空心球为原料，基质中引入二氧化硅微粉形成凝胶结合氧化铝空心球浇注料，并以电熔镁砂细粉作为添加剂。经过充分的检索发现该技术在国内尚处于领先地位。
应用价值和现实意义
- 凝胶结合氧化铝空心球浇注料是利用硅灰中的二氧化硅与水作用形成溶胶对氧化铝空心球进行结合，改变传统的磷酸盐结合氧化铝空心球浇注料的结合方式，降低了氧化铝空心球浇注料的生产成本及磷酸盐结合氧化铝空心球浇注料不能使用铁模具的缺点。
学术论文摘要
- 本文以不同粒度氧化铝空心球为原料，基质中引入二氧化硅微粉形成凝胶结合氧化铝空心球浇注料。添加电熔镁砂细粉作为添加剂，结合氧化镁-氧化铝-二氧化硅相图进行理论分析，研究电熔镁砂中氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能影响。试验采用耐火材料常温检测设备、热震稳定性设备及扫描电镜对试样的常温性质、热震稳定性、微观结构进行检测。结果发现：镁砂中氧化镁可以促进试样烧结及固相反应的进行，在基质中所形成的多相体系，提高了由于温度变化对试样破坏的抵抗能力。
获奖情况
- 论文《氧化镁对凝胶结合氧化铝空心球浇注料性能的影响》是在由“辽宁科技大学”于2010年5月份举办的“大学生科研训练计划”活动中确定的研究课题。经过几个月的试验和研究在2010年12月截稿并于2011年4月10日发表于《耐火与石灰》第2期。
鉴定结果
- （1）发现在试样的基质和空心球周围形成了高温相镁铝尖晶石。 （2）镁砂中氧化镁可以促进试样烧结及固相反应的进行，同时提高了温度变化对试样破坏的抵抗能力。
参考文献
- 氧化铝空心球陶瓷断裂机制研究. 浙江大学学报2004，38（10）：1350-1354 高抗热震性氧化铝空心球砖的研制. 耐火材料，1997.31（5）：284-285 氧化铝空心球浇注料的研制及应用.耐火材料，1995.29（6）：329-332 低水泥结合氧化铝空心球轻质浇注料的研究.耐火与石灰，2009.34(5)：10-12 陆佩文主编的《无机非金属材料科学基础》等
同类课题研究水平概述
- 耐火浇注料是一种由耐火物料组成的粒状和粉状材料，加入一定量结合剂和水共同组成的，具有较高流动性，适用于以浇注方式成型的不定形耐火材料。氧化铝空心浇注料是以氧化铝空心球为主要原料制成的隔热耐火制品。氧化铝空心球浇注料属于高温隔热浇注料，可以用于合成氨设备中的化炉的、乙烯工程的裂解炉、以及其他高温窑炉的炉衬料和隔热材料。胶质二氧化硅是一种溶胶，由于其更高的热机械性能，它会影响到耐火浇注料的结构。 随着新一代浇注料在世界范围的广泛应用，氧化铝空心浇注料为代表的加热炉用耐火浇注料日益受到重视，通过原位生成尖晶石与引入预合成尖晶石来提高耐火浇注料的使用性能，克服了低水泥、超低水泥与无水泥高铝浇注料的中温强度下降及耐侵蚀性较弱的缺点，而成为加热炉用耐火材料的主流材料。添加剂是指不定形耐火材料中除耐火的瘠性料（粒状和粉状料）和耐火粘土等塑性料以及结合剂等主要原料以外，在配制过程中掺入的用以改善不定形耐火材料的施工性能、物理性能、使用性能的加入物。用量均不大，一般不超过结合剂用量的5%。现阶段国内外正以不同氧化物（主要是氧化镁）为添加剂加入氧化铝空心球浇注料中进行研究。以达到对氧化铝空心球浇注料性能的优化。
