本發(fā)明屬于剛玉-莫來石澆注料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。
背景技術(shù)：
剛玉-莫來石澆注料施工方便，具有優(yōu)良的高溫力學(xué)性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性能，已廣泛應(yīng)用于高溫窯爐的內(nèi)襯。目前，剛玉-莫來石澆注料仍存在一些問題：首先，致密澆注料一般采用致密剛玉骨料制得，具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)致窯爐外殼溫度較高，造成熱量散失；其次，莫來石在材料中分布不均(僅存在于基質(zhì)中)，造成澆注料因局部成分不均產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力；最后，致密剛玉骨料表面相對光滑，骨料和基質(zhì)之間橋接程度較差，勢必降低材料的力學(xué)性能。
采用多孔骨料制備耐火材料是解決這些問題的重要途徑。如“一種輕質(zhì)剛玉-莫來石澆注料及其制備方法”(cn201310208834.7)專利技術(shù)，采用多孔剛玉-莫來石陶瓷材料為骨料制得輕質(zhì)剛玉-莫來石澆注料，由于所用骨料的氣孔孔徑較大，導(dǎo)致抗介質(zhì)侵蝕性能較差。又如“輕質(zhì)微孔隔熱澆注料及制備方法”(cn201310705104.8)專利技術(shù)，以輕質(zhì)微孔剛玉為骨料，向基質(zhì)中引入泡沫制得輕質(zhì)微孔隔熱澆注料，但一方面，莫來石在材料中的分布仍然不均勻，另一方面，泡沫在基質(zhì)中產(chǎn)生的大氣孔將嚴(yán)重降低材料的強度和抗侵蝕性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種氣孔孔徑為納米級的輕量化剛玉-莫來石澆注料的制備方法，用該方法制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料的導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕性能好。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以7～20wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、20～40wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和8～20wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以11～35wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉、7～20wt％的剛玉細(xì)粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質(zhì)，以1～5％的鋁酸鈣水泥和1～5wt％的ρ-al2o3為結(jié)合劑。
按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料6～12wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：
第一步、將氫氧化鋁細(xì)粉置于高溫爐內(nèi)，先以1.5～2.5℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.5～3.2℃/min的速率升溫至1000～1300℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；
第二步、按所述高孔隙率的氧化鋁粉體為75～94wt％、硅溶膠為3～20wt％和所述二氧化硅微粉為3～6wt％，先將所述高孔隙率的氧化鋁粉體置于真空攪拌機中，抽真空至2.3kpa以下，再將所述硅溶膠和所述二氧化硅微粉倒入所述真空攪拌機中，攪拌20～35min，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)，得到混合料；
第三步、將所述混合料在180～250℃條件下保溫4～6h，冷卻，在60～200mpa條件下機壓成型，在110～200℃條件下干燥24～48小時；然后置于高溫爐內(nèi)，以2.5～3.5℃/min的速率升溫至1000～1200℃，保溫2～6h，再以4～6℃/min的速率升溫至1500～1700℃，保溫5～10h，即得納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷。
所述剛玉細(xì)粉的粒徑小于0.074mm；所述剛玉細(xì)粉的al2o3含量大于99wt％。
所述二氧化硅微粉的粒徑小于0.002mm；所述二氧化硅微粉的sio2含量大于96wt％。
所述α-al2o3微粉的粒徑小于0.005mm；所述α-al2o3微粉的al2o3含量大于97wt％。
所述ρ-al2o3的粒徑小于0.005mm；所述ρ-al2o3的al2o3含量大于97wt％。
所述鋁酸鈣水泥的粒徑小于0.088mm；所述鋁酸鈣水泥的al2o3含量大于70～90wt％。
所述減水劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、fs10和fs20中的一種。
所述氫氧化鋁細(xì)粉的粒徑小于0.088mm，所述氫氧化鋁細(xì)粉的al2o3含量為60～66wt％。
所述硅溶膠的sio2含量為30～40wt％。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
(1)本發(fā)明采用的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷：首先利用氫氧化鋁細(xì)粉在400～500℃條件下分解產(chǎn)生納米級氣孔，形成氧化鋁微晶；在1000～1300℃時氧化鋁微晶之間產(chǎn)生頸部連接，限制燒結(jié)中后期的顆粒重排，得到了高孔隙率的氧化鋁粉體；其次向高孔隙率的氧化鋁粉體中引入硅溶膠和二氧化硅微粉，在真空條件下，硅溶膠中的sio2富集在高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁顆粒頸部，高溫下生成具有一定體積膨脹的莫來石，阻礙納米孔合并長大；二氧化硅微粉填充于高孔隙率氧化鋁粉體之間的空隙，一方面會使高孔隙率的氧化鋁粉體間的氣孔納米化，另一方面與高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁原位反應(yīng)形成莫來石頸部連接，以阻止高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁顆粒在高溫?zé)Y(jié)過程中的重排，得到強度和熱震穩(wěn)定性高的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷，從而使所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料的強度和熱震穩(wěn)定性高。
(2)本發(fā)明在制備輕量化剛玉-莫來石澆注料的過程中：(a)以納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，利用其納米級氣孔降低導(dǎo)熱系數(shù)的同時，有效阻擋熔渣滲透；另外，還可以有效吸收因溫度劇變產(chǎn)生的熱應(yīng)力，提高輕量化剛玉-莫來石澆注料的抗渣性和熱震穩(wěn)定性。(b)多孔骨料中含有預(yù)合成莫來石，基質(zhì)中的剛玉細(xì)粉、α-al2o3微粉和ρ-al2o3與基質(zhì)中的二氧化硅微粉和硅溶膠在高溫下原位反應(yīng)生成原位莫來石，使輕量化剛玉-莫來石澆注料中物相分布更加均勻，改善了因熱膨脹系數(shù)不匹配造成的應(yīng)力集中，同時，原位莫來石會因體積膨脹堵塞基質(zhì)中細(xì)粉間的孔隙，使氣孔孔徑納米化，提高了輕量化剛玉-莫來石澆注料在高溫下的穩(wěn)定性及抗渣性。(c)本發(fā)明利用骨料表面納米孔與基質(zhì)中納米粉體更好的咬合程度及骨料與基質(zhì)之間的原位反應(yīng)，增強骨料與基質(zhì)之間的界面結(jié)合強度，從而進(jìn)一步提高了輕量化剛玉-莫來石澆注料的強度和熱震穩(wěn)定性能。所以，制得的輕量化剛玉-莫來石澆注料具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕能力強等特點。
(3)本發(fā)明所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為25～50％；體積密度為1.62～2.30g/cm3；平均孔徑為300～1500nm；耐壓強度為45～130mpa；物相組成為剛玉相和莫來石相。
因此，本發(fā)明所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料氣孔孔徑為納米級，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕性能好的特點。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
為避免重復(fù)，先將本具體實施方式中的原料和結(jié)合劑統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述：
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷經(jīng)破碎和篩分，分別得到：
粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒；
粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒；
粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒；
粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的顯氣孔率為20～53％；體積密度為1.43～2.45g/cm3；平均孔徑為200～1100nm；物相組成為剛玉相和莫來石相。
所述剛玉細(xì)粉的粒徑小于0.074mm；所述剛玉細(xì)粉的al2o3含量大于99wt％。
所述二氧化硅微粉的粒徑小于0.002mm；所述二氧化硅微粉的sio2含量大于96wt％。
所述α-al2o3微粉的粒徑小于0.005mm；所述α-al2o3微粉的al2o3含量大于97wt％。
所述ρ-al2o3的粒徑小于0.005mm；所述ρ-al2o3的al2o3含量大于97wt％。
所述鋁酸鈣水泥的粒徑小于0.088mm；所述鋁酸鈣水泥的al2o3含量大于70～90wt％。
所述氫氧化鋁細(xì)粉的粒徑小于0.088mm，所述氫氧化鋁細(xì)粉的al2o3含量為60～66wt％。
所述硅溶膠的sio2含量為30～40wt％。
實施例1
一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。本實施例所述制備方法是：
所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以7～14wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、26～40wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和8～14wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以11～23wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉、13～20wt％的剛玉細(xì)粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質(zhì)，以1～2％的鋁酸鈣水泥和4～5wt％的ρ-al2o3為結(jié)合劑。
按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料6～8wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。
所述減水劑為三聚磷酸鈉。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：
第一步、將氫氧化鋁細(xì)粉置于高溫爐內(nèi)，先以2.0～2.5℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.8～3.2℃/min的速率升溫至1000～1200℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；
第二步、按所述高孔隙率的氧化鋁粉體為75～82wt％、硅溶膠為15～20wt％和所述二氧化硅微粉為3～6wt％，先將所述高孔隙率的氧化鋁粉體置于真空攪拌機中，抽真空至2.3kpa以下，再將所述硅溶膠和所述二氧化硅微粉倒入所述真空攪拌機中，攪拌20～35min，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)，得到混合料；
第三步、將所述混合料在180～250℃條件下保溫4～6h，冷卻，在60～140mpa條件下機壓成型，在110～200℃條件下干燥24～30小時；然后將干燥后的坯體置于高溫爐內(nèi)，以3.0～3.5℃/min的速率升溫至1000～1100℃，保溫2～3h，再以5～6℃/min的速率升溫至1500～1550℃，保溫5～7h，即得納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷。
本實施例得到的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒經(jīng)檢測：顯氣孔率為30～53％；體積密度為1.43～2.14g/cm3；平均孔徑為800～1100nm；物相組成為剛玉和莫來石。
本實施例所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為40～50％；體積密度為1.62～1.89g/cm3；平均孔徑為900～1500nm；耐壓強度為45～100mpa。
實施例2
一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。本實施例所述制備方法是：
所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以9～16wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、24～38wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和10～16wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以15～27wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉、11～18wt％的剛玉細(xì)粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質(zhì)，以2～3％的鋁酸鈣水泥和3～4wt％的ρ-al2o3為結(jié)合劑。
按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料6～8wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。
所述減水劑為六偏磷酸鈉。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：
第一步、將氫氧化鋁細(xì)粉置于高溫爐內(nèi)，先以2.0～2.5℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.8～3.2℃/min的速率升溫至1100～1300℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；
第二步、按所述高孔隙率的氧化鋁粉體為79～86wt％、硅溶膠為11～16wt％和所述二氧化硅微粉為3～6wt％，先將所述高孔隙率的氧化鋁粉體置于真空攪拌機中，抽真空至2.0kpa以下，再將所述硅溶膠和所述二氧化硅微粉倒入所述真空攪拌機中，攪拌20～35min，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)，得到混合料；
第三步、將所述混合料在180～250℃條件下保溫4～6h，冷卻，在80～160mpa條件下機壓成型，在110～200℃條件下干燥30～36小時；然后將干燥后的坯體置于高溫爐內(nèi)，以3.0～3.5℃/min的速率升溫至1000～1100℃，保溫3～4h，再以5～6℃/min的速率升溫至1550～1600℃，保溫6～8h，即得納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷。
本實施例得到的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒經(jīng)檢測：顯氣孔率為27～43％；體積密度為1.74～2.23g/cm3；平均孔徑為600～900nm；物相組成為剛玉和莫來石。
本實施例所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為35～45％；體積密度為1.76～2.03g/cm3；平均孔徑為700～1400nm；耐壓強度為65～110mpa。
實施例3
一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。本實施例所述制備方法是：
所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以11～18wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、22～36wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和12～18wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以19～31wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉、9～16wt％的剛玉細(xì)粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質(zhì)，以3～4％的鋁酸鈣水泥和2～3wt％的ρ-al2o3為結(jié)合劑。
按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料8～12wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。
所述減水劑為fs10。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：
第一步、將氫氧化鋁細(xì)粉置于高溫爐內(nèi)，先以1.5～2.0℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.5～2.8℃/min的速率升溫至1000～1200℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；
第二步、按所述高孔隙率的氧化鋁粉體為83～90wt％、硅溶膠為7～12wt％和所述二氧化硅微粉為3～6wt％，先將所述高孔隙率的氧化鋁粉體置于真空攪拌機中，抽真空至1.5kpa以下，再將所述硅溶膠和所述二氧化硅微粉倒入所述真空攪拌機中，攪拌20～35min，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)，得到混合料；
第三步、將所述混合料在180～250℃條件下保溫4～6h，冷卻，在100～180mpa條件下機壓成型，在110～200℃條件下干燥36～42小時；然后將干燥后的坯體置于高溫爐內(nèi)，以2.5～3.0℃/min的速率升溫至1100～1200℃，保溫4～5h，再以4～5℃/min的速率升溫至1600～1650℃，保溫7～9h，即得納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷。
本實施得到的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒經(jīng)檢測：顯氣孔率為23～37％；體積密度為1.93～2.35g/cm3；平均孔徑為400～700nm；物相組成為剛玉和莫來石。
本實施例所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為30～40％；體積密度為1.89～2.16g/cm3；平均孔徑為500～1300nm；耐壓強度為80～120mpa。
實施例4
一種輕量化剛玉-莫來石澆注料及其制備方法。本實施例所述制備方法是：
所述輕量化剛玉-莫來石澆注料的原料是：以13～20wt％的粒徑為3～5mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒、20～34wt％的粒徑為1～2.8mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒和14～20wt％的粒徑為0.088～0.9mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，以23～35wt％的粒徑小于0.088mm的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷細(xì)粉、7～14wt％的剛玉細(xì)粉、1～3wt％的二氧化硅微粉和2～4wt％的α-al2o3微粉為基質(zhì)，以4～5％的鋁酸鈣水泥和1～2wt％的ρ-al2o3為結(jié)合劑。
按上述成分及其含量，先將所述骨料置于攪拌機中，然后將所述基質(zhì)、所述結(jié)合劑和占所述原料0.02～0.5wt％的減水劑混合均勻，倒入所述攪拌機中，攪拌3～5分鐘，再向所述攪拌機中加入占所述原料8～12wt％的水，攪拌5～10分鐘；澆注振動成型，即得輕量化剛玉-莫來石澆注料。
所述減水劑為fs20。
所述納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷的制備方法是：
第一步、將氫氧化鋁細(xì)粉置于高溫爐內(nèi)，先以1.5～2.0℃/min的速率升溫至400～500℃，保溫3～5小時，再以2.5～2.8℃/min的速率升溫至1100～1300℃，保溫4～6小時，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁粉體；
第二步、按所述高孔隙率的氧化鋁粉體為87～94wt％、硅溶膠為3～8wt％和所述二氧化硅微粉為3～6wt％，先將所述高孔隙率的氧化鋁粉體置于真空攪拌機中，抽真空至1.0kpa以下，再將所述硅溶膠和所述二氧化硅微粉倒入所述真空攪拌機中，攪拌20～35min，關(guān)閉抽真空系統(tǒng)，得到混合料；
第三步、將所述混合料在180～250℃條件下保溫4～6h，冷卻，在120～200mpa條件下機壓成型，在110～200℃條件下干燥42～48小時；然后將干燥后的坯體置于高溫爐內(nèi)，以2.5～3.0℃/min的速率升溫至1100～1200℃，保溫5～6h，再以4～5℃/min的速率升溫至1650～1700℃，保溫8～10h，即得納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷。
本實施得到的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒經(jīng)檢測：顯氣孔率為20～32％；體積密度為2.08～2.45g/cm3；平均孔徑為200～500nm；物相組成為剛玉和莫來石。
本實施例所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為25～35％；體積密度為2.03～2.30g/cm3；平均孔徑為300～1200nm；耐壓強度為85～130mpa。
本具體實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下積極效果：
(1)本具體實施方式采用的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷：首先利用氫氧化鋁細(xì)粉在400～500℃條件下分解產(chǎn)生納米級氣孔，形成氧化鋁微晶；在1000～1300℃時氧化鋁微晶之間產(chǎn)生頸部連接，限制燒結(jié)中后期的顆粒重排，得到了高孔隙率的氧化鋁粉體；其次向高孔隙率的氧化鋁粉體中引入硅溶膠和二氧化硅微粉，在真空條件下，硅溶膠中的sio2富集在高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁顆粒頸部，高溫下生成具有一定體積膨脹的莫來石，阻礙納米孔合并長大；二氧化硅微粉填充于高孔隙率氧化鋁粉體之間的空隙，一方面會使高孔隙率的氧化鋁粉體間的氣孔納米化，另一方面與高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁原位反應(yīng)形成莫來石頸部連接，以阻止高孔隙率的氧化鋁粉體中的氧化鋁顆粒在高溫?zé)Y(jié)過程中的重排，得到強度和熱震穩(wěn)定性高的納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷，從而使所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料的強度和熱震穩(wěn)定性高。
(2)本具體實施方式在制備輕量化剛玉-莫來石澆注料的過程中：(a)以納米孔徑的多孔剛玉-莫來石陶瓷顆粒為骨料，利用其納米級氣孔降低導(dǎo)熱系數(shù)的同時，有效阻擋熔渣滲透；另外，還可以有效吸收因溫度劇變產(chǎn)生的熱應(yīng)力，提高輕量化剛玉-莫來石澆注料的抗渣性和熱震穩(wěn)定性。(b)多孔骨料中含有預(yù)合成莫來石，基質(zhì)中的剛玉細(xì)粉、α-al2o3微粉和ρ-al2o3與基質(zhì)中的二氧化硅微粉和硅溶膠在高溫下原位反應(yīng)生成原位莫來石，使輕量化剛玉-莫來石澆注料中物相分布更加均勻，改善了因熱膨脹系數(shù)不匹配造成的應(yīng)力集中，同時，原位莫來石會因體積膨脹堵塞基質(zhì)中細(xì)粉間的孔隙，使氣孔孔徑納米化，提高了輕量化剛玉-莫來石澆注料在高溫下的穩(wěn)定性及抗渣性。(c)本具體實施方式利用骨料表面納米孔與基質(zhì)中納米粉體更好的咬合程度及骨料與基質(zhì)之間的原位反應(yīng)，增強骨料與基質(zhì)之間的界面結(jié)合強度，從而進(jìn)一步提高了輕量化剛玉-莫來石澆注料的強度和熱震穩(wěn)定性能。所以，制得的輕量化剛玉-莫來石澆注料具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕能力強等特點。
(3)本具體實施方式所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料在室溫條件下養(yǎng)護(hù)12h、110℃條件下干燥12h和1500℃條件下保溫3h，經(jīng)檢測：顯氣孔率為25～50％；體積密度為1.62～2.30g/cm3；平均孔徑為300～1500nm；耐壓強度為45～130mpa；物相組成為剛玉相和莫來石相。
因此，本具體實施方式所制備的輕量化剛玉-莫來石澆注料氣孔孔徑為納米級，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和抗介質(zhì)侵蝕性能好的特點。