4是，對(duì)于本發(fā)明的另外的方案中所設(shè)及的實(shí)施例及比較例中設(shè)及的各多孔燒 結(jié)體或者絕熱磚，表示溫度與熱導(dǎo)率的關(guān)系的圖表。
[0037] 圖5是表示本發(fā)明中所設(shè)及的實(shí)施例及參考例中，由水銀孔率計(jì)測(cè)得的各多孔燒 結(jié)體的氣孔徑分布的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0038] W下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案中所設(shè)及的絕熱材料進(jìn)行說明。
[0039] 本發(fā)明的一個(gè)方案中設(shè)及的該絕熱材料，包括氣孔率70vol%W上且低于91vol% 的多孔燒結(jié)體，孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔在總氣孔容積中占lOvol%W上且 70vol%W下，且孔徑0.OlJimW上且低于0. 8Jim的氣孔在總氣孔容積中占5vol%W上且 30vol%W下，所述多孔燒結(jié)體為由MgAl2〇4(尖晶石）原料和由無機(jī)材料形成的纖維所形成 的燒結(jié)體，在l〇〇〇°CW上且1500°CW下的熱導(dǎo)率為0. 40W/(m'K)W下，相對(duì)于所述多孔燒 結(jié)體中的Mg,Si的重量比為0. 15W下。 W40] 相對(duì)于所述多孔燒結(jié)體中的Mg,優(yōu)選所述Si的重量比為0.OOOlW下。
[0041] 本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)方案中設(shè)及的絕熱材料，其包括MgAl2〇4質(zhì)陶瓷燒結(jié)體，其氣孔 率為85vol%W上且低于91vol%，孔徑0. 8JimW上且低于10Jim的氣孔在總氣孔容積中占 lOvol%W上且40vol%W下，且孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔在總氣孔容積中占 5vol%W上且lOvol%W下。
[0042] 本發(fā)明另外優(yōu)選的一個(gè)方案中設(shè)及的絕熱材料，其包括包含強(qiáng)化材料的MgAl2〇4 質(zhì)陶瓷多孔體，包括其氣孔率為70vol%W上且低于85vol%的多孔燒結(jié)體，孔徑0. 8ymW 上且低于10ym的氣孔在總氣孔容積中占40vol%W上且低于70vol%，且孔徑0.OlymW上 且低于0. 8Jim的氣孔在總氣孔容積中占lOvol%W上且低于30vol%。
[0043] 本發(fā)明中所設(shè)及的絕熱材料的材質(zhì)為尖晶石質(zhì)的MgAl2〇4(儀氧尖晶石)。尖晶石質(zhì) 的多孔燒結(jié)體，由在高溫下的晶粒生長、晶界的結(jié)合而產(chǎn)生的氣孔的形狀、大小的變動(dòng)小， 可W長期間維持抑制熱導(dǎo)率變動(dòng)的效果。 W44] 特別是MgAl2〇4具有在1000°CW上的高溫范圍的構(gòu)造穩(wěn)定性高、各向同性的結(jié)晶 構(gòu)造，因此即使在暴露于高溫的情況下，也幾乎不發(fā)生特異的晶粒生長、收縮。由此，MgAl2〇4因可W維持作為本發(fā)明的特征的特定的氣孔構(gòu)成，而優(yōu)選作為在高溫下使用的絕熱材料。 尚需說明，所述化學(xué)組成及尖晶石質(zhì)的構(gòu)造例如可通過粉末X射線衍射法來測(cè)定及鑒定。
[0045] 另外，本發(fā)明的一個(gè)方案中的多孔燒結(jié)體的氣孔率設(shè)定為70vol%W上且低于 91vol%。所述氣孔率低于70vol%時(shí)，由MgAl2〇4形成的基材部分在所述多孔燒結(jié)體中所占 比例高，傳導(dǎo)傳熱增加，難W使熱導(dǎo)率足夠小。另一方面，所述氣孔率為91vol%W上時(shí)，由 MgAl2〇4形成的基材部分在所述多孔燒結(jié)體中所占比例絕對(duì)地變低，因此變得極為脆弱，不 能獲得充分的強(qiáng)度。
[0046] 所述氣孔率利用JISR2614 "耐火絕熱磚的比重及真氣孔率的測(cè)定方法"算出。
[0047] 作為所述多孔燒結(jié)體的優(yōu)選的一個(gè)方案，氣孔率為85vol%W上且低于91vol% 時(shí)，氣孔構(gòu)成為，孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔在總氣孔容積中為lOvol%W上且 40vol%W下，孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔下也稱為"微小氣孔"）在總氣孔 容積中為5vol%W上且lOvol%W下。 W48] 通過采用運(yùn)樣的氣孔構(gòu)成，可W保持抑制傳導(dǎo)傳熱所必須的孔徑0.OlymW上且 低于0. 8ym的氣孔和抑制福射傳熱所必須的孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔，同時(shí) 可W使氣孔率為85vol%W上。通過具有孔徑0.01ymW上且低于0.8ym的氣孔，可W通 過聲子散射來抑制傳導(dǎo)傳熱。通過具有孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔，可W通過紅 外線的散射來抑制福射傳熱。
[0049] 所述微小氣孔在總氣孔容積中所占比例低于5vol%，則每單位體積的氣孔數(shù)少， 抑制傳導(dǎo)傳熱的效果可能變得不充分。另一方面，該比例超過lOvol%，則可能難W得到 85vol%W上的氣孔率。
[0050] 此處，所述多孔燒結(jié)體即使在孔徑超過10ym的范圍內(nèi)具有氣孔徑分布峰也無 妨。
[0051] 所述多孔燒結(jié)體的另外的一個(gè)優(yōu)選方案中，在為氣孔率為70vol%W上且低于 85vol%的多孔燒結(jié)體時(shí)，孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔在總氣孔容積中占40vol% W上且低于70vol%，且孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔在總氣孔容積中占lOvol% W上且低于30vol〇/〇。
[0052] 孔徑0.8ymW上且低于10ym的氣孔在總氣孔容積中低于40vol%，則傳導(dǎo)傳熱抑 制效果可能變小，為70vol%W上，則可能難W得到70vol%W上的氣孔率?？讖?.OlymW 上且低于0. 8ym的氣孔在總氣孔容積中低于lOvol%，則可能得不到70vol%W上的氣孔率 和由紅外線的散射帶來的福射傳熱的抑制效果。
[0053] 所述多孔燒結(jié)體中的氣孔徑分布可通過JISR1655"精細(xì)陶瓷的利用隸壓法的成 型體氣孔徑分布試驗(yàn)方法"進(jìn)行測(cè)定。此外，堆積比重(松密度）可通過JISR2614 "耐火 絕熱磚的比重及真氣孔率的測(cè)定方法"進(jìn)行測(cè)量。
[0054] 尚需說明，在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，只要孔徑0. 8ymW上且低于10ym的氣孔在 總氣孔容積中占lOvol%W上且40vol%W下，且孔徑0.OlymW上且低于0.8ym的氣孔在 總氣孔容積中占5vol%W上且lOvol%W下，或者，孔徑0.8ymW上且低于10ym的氣孔在 總氣孔容積中占40vol%W上且低于70vol%，且孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔在 總氣孔容積中占lOvol%W上且低于30vol%，則各方案中也可W包含10ymW上的氣孔。 陽化5] 另外，本發(fā)明中所設(shè)及的絕熱材料中，相對(duì)于Mg,Si的重量比為0. 15W下。
[0056] 運(yùn)樣，通過使Si的重量比相對(duì)于Mg為0. 15W下，再加熱收縮小(在高溫下使用的 過程中收縮得W抑制)，可W維持規(guī)定的氣孔徑分布。目P，可W維持規(guī)定的氣孔徑分布，可W 獲得低熱導(dǎo)率、良好的耐熱性。具體地說，本發(fā)明中設(shè)及的絕熱材料的再加熱收縮，優(yōu)選在 1600°C保持12小時(shí)時(shí)的收縮為2%W下。另外，對(duì)于Si的重量比相對(duì)于Mg為0.OOOlW下 的絕熱材料，優(yōu)選在1700°C保持12小時(shí)時(shí)的收縮為2%W下。
[0057] 另外，本發(fā)明中設(shè)及的多孔燒結(jié)體中，作為陶瓷強(qiáng)化材料優(yōu)選包含陶瓷纖維。陶瓷 纖維被包含于多孔燒結(jié)體中，則可W使多孔燒結(jié)體整體的氣孔率升高，堆積比重降低，因此 可W實(shí)現(xiàn)輕量化。且與不加入纖維而只是提高氣孔率的情形相比，也可W實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的提高。
[0058] 關(guān)于陶瓷纖維，可W廣泛使用用于絕熱材料的眾所周知的材料，作為一個(gè)例子可 舉出氧化侶、氧化錯(cuò)、氧化侶-二氧化娃等。但是，在高溫大氣中氧化分解、或在高溫大氣中 氧化的陶瓷纖維，例如碳化娃，不一定優(yōu)選(不太優(yōu)選)。
[0059] 陶瓷纖維的形狀也沒有特別限制。例如，可W包含平均直徑3~IOym且平均長 度0. 2~IOOmm的短纖維、將數(shù)百~數(shù)千根所述短纖維成束而得的纖維束、或連續(xù)的長纖 維。然而，從將氣孔率維持在本發(fā)明的范圍內(nèi)運(yùn)樣的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使所述的短纖維分散的 形態(tài)。
[0060] 雖然陶瓷纖維的添加率并不受特別限定，但是若過少，則可能幾乎無法獲得堆積 比重降低的效果。另外，若過多則孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔及孔徑0. 8ym W上且低于10ym的氣孔在整體中所占比例降低，由此可能無法充分獲得后述熱導(dǎo)率增加 的抑制效果。
[0061] 另外，優(yōu)選陶瓷纖維中的二氧化娃的含有率為5wt%W下，并優(yōu)選W所述燒結(jié)體的 0. 5wt%W上且低于60wt%的量添加。運(yùn)樣，將陶瓷纖維中的二氧化娃的含有率設(shè)為5wt%W 下，并W所述燒結(jié)體的0. 5wt%W上且低于60wt%的量添加，由此可使得在所述燒結(jié)體中所 述Si相對(duì)于Mg的重量比為0. 15W下。
[0062] 目P，通過將二氧化娃含量5wt%W下的陶瓷強(qiáng)化材料W所述燒結(jié)體的0. 5wt%W上 且低于60wt%的量添加，可W得到耐熱性?絕熱性優(yōu)異的絕熱材料。
[0063] 另外，對(duì)于陶瓷纖維在MgAl2〇4中的分布，也可W根據(jù)被設(shè)計(jì)的絕熱材料的需求說 明來進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。作為一個(gè)例子，若使纖維的密度在表層大而在中屯、部分低，則因?yàn)楸韺?為高強(qiáng)度，而可W制成難W走樣的絕熱材料。
[0064] 如上述優(yōu)選的一個(gè)方案所示，在MgAl2〇4中包含陶瓷纖維，氣孔率為85vol%W上 且低于91vol%，孔徑0. 8JimW上且低于10Jim的氣孔在總氣孔容積中占lOvol%W上且 40vol%W下，孔徑0.OlymW上且低于0. 8ym的氣孔在總氣孔容積中占5vol%W上且 lOvol%W下，通過在運(yùn)樣的氣孔形態(tài)中包含陶瓷纖維，可W不使強(qiáng)度降低而實(shí)現(xiàn)輕量化，即 可W降低堆積比重。
[00化]而且，將陶瓷纖維中的二氧化娃的含有率設(shè)為5wt%W下，并W所述燒結(jié)體的 0. 5wt%W上且低于60wt%的量添加，由此可使得在所述燒結(jié)體中相對(duì)于Mg,Si的重量比為 0. 15W下，再加熱收縮小(在高溫下使用的過程中收縮得W抑制），可W維持規(guī)定的氣孔徑 分布。結(jié)果，可W維持規(guī)定的氣孔徑分布，可W獲得低熱導(dǎo)率、良好的耐熱性。
[0066] 另外，關(guān)于所述絕熱材料的熱導(dǎo)率，具體而言，優(yōu)選在1000°CW上且1500°CW下 的熱導(dǎo)率不超過在20°CW上且低于IOOCTC的熱導(dǎo)率的1. 5倍。
[0067] 運(yùn)樣在高溫范圍的熱導(dǎo)率的增加得W抑制的絕熱材料，即使在IOOCTCW上的高溫 范圍，也可W保持與低于IOOCTC的低溫范圍的情況下同等的絕熱效果。
[0068] 所述絕熱材料在1000°CW上且1500°CW下的高溫范圍的熱導(dǎo)率為0. 40W/(m? K)W下。運(yùn)樣即使在1000°CW上的高溫范圍熱導(dǎo)率也得W抑制而不增加的絕熱材料，在高 溫范圍的使用中絕熱效果的變動(dòng)也少。 W例尚需說明，如上所述本發(fā)明中設(shè)及的絕熱材料的制造方法，并不受特別限制，可W適用公知的多孔燒結(jié)體的制造方法。例如，氣孔構(gòu)造的形成?調(diào)整可W通過造孔材料、發(fā)泡 劑的添加等來進(jìn)行。
[0070] 另外，本發(fā)明中設(shè)及的絕熱材料，只要沒有使絕熱特性顯著變差等不良影響，可W 有各種變形例。例如也可添加由多種材料形成的纖維。另外也可W進(jìn)一步添加微小粒子。 或者可W部分地設(shè)定沒有纖維的區(qū)域。而且也可W向本發(fā)明設(shè)及的絕熱材料的表層提供各 種膜，使耐熱性更加提高。
[0071] 本發(fā)明中所設(shè)及的絕熱材料，包括氣孔率70%W上的多孔燒結(jié)體，所述多孔燒結(jié) 體包括尖晶石燒結(jié)體和存在于所述尖晶石燒結(jié)體的至少一側(cè)的表面上的纖維質(zhì)層，其中所 述尖晶石燒結(jié)體由MgAl2〇4(尖晶石）原料形成，所述纖維質(zhì)層由無機(jī)材料形成的纖維所形 成，孔徑超過1000ym的氣孔在所述多孔燒結(jié)體的總氣孔中為lOvol%W下，孔徑0.8ym W上且低于10ym的氣孔在孔徑1000ymW下的氣孔中占50vol%W上且80vol%W下，且 孔徑0.OlymW上且低于0.8Jim的氣孔在孔徑1000JimW下的氣孔中占lOvol%W上且 30vol%W下，所述纖維質(zhì)層中的所述纖維中的二氧化娃成分為55wt%W下，于IOOCTCW上 且1500°CW下的熱導(dǎo)率為0. 40W/(m?K)W下。
[0072] 換言之，本發(fā)明中設(shè)及的絕熱材料包括多孔燒結(jié)體和形成于所述多孔燒結(jié)體的至 少一個(gè)表面上的纖維質(zhì)層，其中，多孔