萍鄉市金慧特種陶瓷有限公司黃總給您講解氧化鋁基蜂窩陶瓷蓄熱體的制備及其性能研究
蜂窩陶瓷蓄熱體以a-Al_2O_3微粉料為主原料，采用粘土、蜂窩陶瓷蓄熱體羧甲基纖維素(CMC)等有機-無機復合增塑劑，蜂窩陶瓷蓄熱體加入桐油等作為潤滑劑，采用擠出成型法制備剛玉質高溫型蜂窩陶瓷蓄熱體。用塑性測試儀測定了增塑劑等對泥料可塑性指標的影響；解決了瘠性料難以擠塑成型的技術難題。在制備過程中，引入MgO等礦化劑來降低氧化鋁的燒結溫度，促進氧化鋁陶瓷的燒結，調整材料的礦物組成，控制材料的顯微結構，優化材料的熱學性能和力學性能等，使其能夠應用于高溫蓄熱燃燒領域。實驗發現，泥料的含水量應該保持在10％～20％的范圍內，復合增塑劑含量保持在3～7％為宜。
蜂窩陶瓷蓄熱體MgO蜂窩陶瓷蓄熱體等礦化劑的引入能夠有效的促進Al_2O_3陶瓷的燒結，使其能夠在1450℃保溫1小時的條件下發生燒結。 通過XRD、SEM(帶能譜分析)等測試手段測試樣品的礦物組成和顯微結構；結果表明，引入MgO等礦化劑后，材料在燒結過程中主要形成第二相和一定量的低共溶相填充在Al_2O_3晶粒之間，籍此可以有效控制材料的顯微結構。用示差法、阿基米德法、三點彎曲法等方法測試出材料的熱膨脹系數、密度、吸水率、氣孔率、強度等。材料的熱膨脹系數可降低到62.5×10~(-7)·C~(-1)以下，孔壁密度大于2.40 g／cm~3，吸水率保持在9～16％，顯氣孔率小于38％，抗折強度則大于40MPa，用TC700OH激光熱常數測試儀測定了材料的導熱系數和比熱，導熱系數為1.015×10~1W／(m·K)(18℃)和5.802×10~0 W／(m·K)(1300℃)，比熱為8.836×10~(-1) J／(g·K)(18℃)和1.960×10~0 J／(g·K)(1300℃)，用三角耐火錐測溫法測定了材料的耐火度，其值大于1790℃，采用模擬實際工況的方法對材料的抗熱震性進行了測試，在1100℃～10℃的冷水交替循環下抗熱沖擊次數大于40次。
蜂窩陶瓷蓄熱體實驗發現，當外加劑含量較少時，樣品的燒結程度低，強度不理想，抗熱震性能不好。外加劑含量過多則生成過多的液相，使樣品的氣孔率大大減小，減少了材料在熱沖擊過程中的結構調整空間，從而降低了材料的抗熱震性能。SiC的引入，不但能夠與Al_2O_3發生反應生成液相組分和第二相，并且能夠誘導Al_2O_3晶粒長成片狀，大大增強晶粒間的結合強度，剩余的SiC還可以起到顆粒彌散增強的作用，從而有效的提高了Al_2O_3陶瓷材料的強度。引入SiC的樣品在燒結過程中，首先在樣品的表面產生SiC與O_2及Al_2O_3的反應，形成一層致密的保護層，阻礙O_2進入材料內部，在材料的內部留下較大的氣孔率，可以降低其熱膨脹系數，并使材料在受熱過程中有一定的空間進行結構調整，能夠顯著的提高Al_2O_3陶瓷材料的抗熱沖擊次數。 實驗結果表明，本文開發的蜂窩陶瓷蓄熱體具有良好的蓄熱性、傳熱性、抗熱震性和耐高溫性，并具有較高的強度和密度，是一種非常理想的高溫型蓄熱體。
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