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基本信息

項(xiàng)目名稱：
尖晶石對(duì)凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料性能的影響
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
參賽作品《氧化鎂對(duì)凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料性能的影響》，該項(xiàng)研究課題從2010年5月份開始，并由羅旭東等老師指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)了大量工作后于2010年底基本結(jié)束研究的。
詳細(xì)介紹：
該作品是由遼寧科技大學(xué)“第六期大學(xué)生訓(xùn)練計(jì)劃”確定項(xiàng)目方向。從2010年5月開始悉心研究，并在羅旭東等老師的指導(dǎo)下確定課題名稱。實(shí)驗(yàn)中以不同粒度氧化鋁空心球?yàn)樵?，基質(zhì)中引入二氧化硅微粉形成凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料。添加電熔鎂砂細(xì)粉作為添加劑，結(jié)合氧化鎂-氧化鋁-二氧化硅相圖進(jìn)行理論分析，研究電熔鎂砂中氧化鎂對(duì)凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料性能影響。經(jīng)過(guò)半年的研究實(shí)驗(yàn)，最終截稿并于2011年3月發(fā)表于《耐火與石灰》期刊中。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

隨著新一代澆注料在世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，氧化鋁空心球澆注料為代表的加熱爐用耐火材料澆注料日益受到重視。熱震穩(wěn)定性是衡量氧化鋁空心球澆注料使用的重要指標(biāo)，本研究的出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)在材料中引入氧化鎂，高溫下形成鎂鋁尖晶石，利用鎂鋁尖晶石與剛玉的熱膨脹性不同來(lái)提高凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料的熱震穩(wěn)定性，最終研究出具有較好使用性能的氧化鋁空心澆注料。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本論文是在羅旭東講師和張國(guó)棟教授等老師的指導(dǎo)下完成的，期間經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)研究并提取了大量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的理論分析。具有絕對(duì)的科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)以不同粒度氧化鋁空心球?yàn)樵?，基質(zhì)中引入二氧化硅微粉形成凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料，并以電熔鎂砂細(xì)粉作為添加劑。經(jīng)過(guò)充分的檢索發(fā)現(xiàn)該技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚處于領(lǐng)先地位。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料是利用硅灰中的二氧化硅與水作用形成溶膠對(duì)氧化鋁空心球進(jìn)行結(jié)合，改變傳統(tǒng)的磷酸鹽結(jié)合氧化鋁空心球澆注料的結(jié)合方式，降低了氧化鋁空心球澆注料的生產(chǎn)成本及磷酸鹽結(jié)合氧化鋁空心球澆注料不能使用鐵模具的缺點(diǎn)。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文以不同粒度氧化鋁空心球?yàn)樵?，基質(zhì)中引入二氧化硅微粉形成凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料。添加電熔鎂砂細(xì)粉作為添加劑，結(jié)合氧化鎂-氧化鋁-二氧化硅相圖進(jìn)行理論分析，研究電熔鎂砂中氧化鎂對(duì)凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料性能影響。試驗(yàn)采用耐火材料常溫檢測(cè)設(shè)備、熱震穩(wěn)定性設(shè)備及掃描電鏡對(duì)試樣的常溫性質(zhì)、熱震穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鎂砂中氧化鎂可以促進(jìn)試樣燒結(jié)及固相反應(yīng)的進(jìn)行，在基質(zhì)中所形成的多相體系，提高了由于溫度變化對(duì)試樣破壞的抵抗能力。

獲獎(jiǎng)情況

論文《氧化鎂對(duì)凝膠結(jié)合氧化鋁空心球澆注料性能的影響》是在由“遼寧科技大學(xué)”于2010年5月份舉辦的“大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃”活動(dòng)中確定的研究課題。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的試驗(yàn)和研究在2010年12月截稿并于2011年4月10日發(fā)表于《耐火與石灰》第2期。

鑒定結(jié)果

（1）發(fā)現(xiàn)在試樣的基質(zhì)和空心球周圍形成了高溫相鎂鋁尖晶石。 （2）鎂砂中氧化鎂可以促進(jìn)試樣燒結(jié)及固相反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)提高了溫度變化對(duì)試樣破壞的抵抗能力。

參考文獻(xiàn)

氧化鋁空心球陶瓷斷裂機(jī)制研究. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)2004，38（10）：1350-1354 高抗熱震性氧化鋁空心球磚的研制. 耐火材料，1997.31（5）：284-285 氧化鋁空心球澆注料的研制及應(yīng)用.耐火材料，1995.29（6）：329-332 低水泥結(jié)合氧化鋁空心球輕質(zhì)澆注料的研究.耐火與石灰，2009.34(5)：10-12 陸佩文主編的《無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)》等

同類課題研究水平概述

耐火澆注料是一種由耐火物料組成的粒狀和粉狀材料，加入一定量結(jié)合劑和水共同組成的，具有較高流動(dòng)性，適用于以澆注方式成型的不定形耐火材料。氧化鋁空心澆注料是以氧化鋁空心球?yàn)橹饕现瞥傻母魺崮突鹬破?。氧化鋁空心球澆注料屬于高溫隔熱澆注料，可以用于合成氨設(shè)備中的化爐的、乙烯工程的裂解爐、以及其他高溫窯爐的爐襯料和隔熱材料。膠質(zhì)二氧化硅是一種溶膠，由于其更高的熱機(jī)械性能，它會(huì)影響到耐火澆注料的結(jié)構(gòu)。 隨著新一代澆注料在世界范圍的廣泛應(yīng)用，氧化鋁空心澆注料為代表的加熱爐用耐火澆注料日益受到重視，通過(guò)原位生成尖晶石與引入預(yù)合成尖晶石來(lái)提高耐火澆注料的使用性能，克服了低水泥、超低水泥與無(wú)水泥高鋁澆注料的中溫強(qiáng)度下降及耐侵蝕性較弱的缺點(diǎn)，而成為加熱爐用耐火材料的主流材料。添加劑是指不定形耐火材料中除耐火的瘠性料（粒狀和粉狀料）和耐火粘土等塑性料以及結(jié)合劑等主要原料以外，在配制過(guò)程中摻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，一般不超過(guò)結(jié)合劑用量的5%?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外正以不同氧化物（主要是氧化鎂）為添加劑加入氧化鋁空心球澆注料中進(jìn)行研究。以達(dá)到對(duì)氧化鋁空心球澆注料性能的優(yōu)化。
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