添加纳米材料对纤维绝热板性能的影响

论文摘要

耐火纤维因其低热容,低导热率,高热敏性等特点而被作为首选节能材料,耐火纤维绝热板更是由于其良好的抗压性、保温性、抗热震性等特点广泛应用于钢铁、陶瓷、航天和高温工业炉窑等领域,但是由于目前耐火纤维绝热板存在着耐压强度、体积密度和低导热性之间的矛盾,从而制约了耐火纤维绝热板的使用。纳米材料具备一些宏观物质所不具备的新性能,其传热能力上也与一般材料不同,纳米尺寸传热学理论研究表明:在传统绝热材料中添加纳米材料,有可能改善绝热性能,这为新型绝热材料的开发开辟了新的途径。在耐火纤维绝热板中添加纳米材料,可能同时获得耐压性能和保温性能优越的新型轻质绝热板,本文据此,对纳米材料在新型轻质绝热板中的作用进行探索性研究。本研究使用耐火纤维和蓝晶石粉作为基质材料,在基质材料中添加纳米材料,使用两种不同的生产工艺,制得所需样品;利用对耐火纤维绝热板导热系数的测定,分析纳米材料对耐火纤维绝热板导热系数的影响;利用定型耐火制品常温耐压强度试验方法,分析纳米材料对耐火纤维绝热板耐压强度的影响,利用SEM显微结构分析手段,研究粉料在耐火纤维绝热板内部的分散性。结果分析表明:(1)纳米材料的添加能够降低耐火纤维绝热板的导热系数并能提高其耐压强度;(2)纳米材料的添加量有一最佳值;(3)成型工艺对耐压强度有影响;(4)纳米材料的添加能改善耐火纤维绝热板中粉料的分散均匀性。总之,在耐火纤维绝热板中添加纳米材料,能同时获得抗压性能和保温性能良好的新型轻质绝热板。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 绝热材料传热基本原理
• 1.2.1 传导
• 1.2.2 对流
• 1.2.3 辐射
• 1.3 耐火纤维热传导性能及影响导热系数的因素
• 1.3.1 耐火纤维热传导特性
• 1.3.2 影响导热系数的因素
• 1.4 微纳米尺寸传热学绝热机理
• 1.4.1 阻止气体分子的热运动
• 1.4.2 降低热传导
• 1.4.3 阻隔热辐射
• 1.5 纳米微粒材料和天然纳米矿物材料的性质
• 1.5.1 纳米材料及其基本效应
• 1.5.2 纳米微粒材料
• 1.5.3 天然纳米矿物材料
• 1.6 课题提出的目的和意义
• 第二章 实验过程及方案设计
• 2.1 研究内容
• 2.2 实验方案
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 方案设计
• 2.3 试验过程
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 常规物理性能测试
• 2.4.2 显微结构分析
• 2.4.3 体积密度的确定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 添加纳米材料对导热系数的影响
• 3.1.1 数据处理
• 3.1.2 分析与讨论
• 3.2 添加纳米材料对耐压强度的影响
• 3.2.1 数据处理
• 3.2.2 分析与讨论
• 3.3 显微结构分析
• 第四章 结论
• 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢