納米氧化物在耐火材料中的應(yīng)用

納米氧化物在耐火材料中的應(yīng)用

耐火材料是指耐火度高于1580℃的無(wú)機(jī)非金屬材料。耐火度指耐火材料錐形體試樣在沒(méi)有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料與高溫技術(shù)相伴出現(xiàn)，大致起源于青銅器時(shí)代中期。中國(guó)東漢時(shí)期已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀(jì)初，耐火材料向高純、高致密和非常高溫制品方向發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了完全不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維?，F(xiàn)代，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展，具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優(yōu)良性能的耐火材料得到了應(yīng)用。

　　耐火材料種類(lèi)繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料（1580～1770℃）、高等耐火材料（1770～2000℃）和特級(jí)耐火材料（2000℃以上）；按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用于特殊場(chǎng)合的耐火材料。

　　酸性耐火材料以納米氧化硅（VK-SP30）為主要成分，常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含納米氧化硅（VK-SP30）93％以上的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等，其抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高，重復(fù)煅燒后體積不收縮，甚至略有膨脹；但其易受堿性渣的侵蝕，抗熱振性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30％～46％的納米氧化鋁（VK-L30），屬弱酸性耐火材料，抗熱振性好，對(duì)酸性爐渣有抗蝕性，應(yīng)用廣泛。

　　中性耐火材料以納米氧化鋁（VK-L30）、氧化鉻或碳為主要成分。含納米氧化鋁（VK-L30）95％以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對(duì)鋼渣的耐蝕性好，但抗熱振性較差，高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品，其熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱振性能好，高溫強(qiáng)度高，抗酸堿和鹽的侵蝕，不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕，質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料，也用作石油、化工的高壓釜內(nèi)襯。

　　堿性耐火材料以納米氧化鎂（VK-Mg30）、氧化鈣為主要成分，常用的是鎂磚。含納米氧化鎂（VK-Mg30）80％～85％以上的鎂磚，對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。

　　在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料，如納米氧化鋁（VK-L30）、納米氧化鑭（VK-La03）、納米氧化鋯(VK-R50)、氧化鈹、氧化鈣等；難熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高溫復(fù)合材料，主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。