发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料

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1、第40卷第3期玻璃与搪瓷Vo1．40No．32012年6月GLASS&ENAMELJun．2012发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料吴朝齐，徐庭，戴若冰，卞越杰(华东理工大学无机材料系，上海200237)摘要：用发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料，采用x射线衍射、阿基米德排水法、透射偏光显微镜分别研究了试样的晶相、气孔率和气孔形貌，并通过断面图法计算试样的孔径分布。试样气孔结构是由泡沫形成和泡沫稳定性所决定的。结果表明：以十二烷基苯磺酸纳为发泡剂，加入量为0．5％(质量分数)，陶瓷料浆温度控制在IO~C，可以制得气孔率为59

2、．81％、气孔平均孔径为60p．m且分布均匀的镁铝尖晶石轻质耐火骨料。关键词：镁铝尖晶石；轻质骨料；发泡法；气孔结构中图分类号：TQ175．713．3文献标识码：A文章编号：1000—2871(2012)03—0001—06PreparationofIightweightSpinelRefractoryAggregatebyFoamingProcessWUChao—qi，XU死ng，DAIRuo—bing，BIANYue—fie(DepartmentofInorganicMaterials，EastChinaUniver

3、sityofScience&Technology，Shanghai200237，China)Abstract：Lightweightspinelrefractoryaggregatewaspreparedbyfoamingprocess．Crystallinephase，apparentporosityandthemicrostructurewereanalyzedbyXRD，Archimedesdensitymeasurementandtransmittingpolarizingmicroscope．Poresized

4、istributionwasmeasuredbycross—sectionaldiagrammethod．Theporestructureisdependentonfoamformationandfoamstabilityintheslip．Whenthecontentoffoamingagentsodiumdodecylbenzenesulfonatewas0．5％(massfraction)andthetemperatureofslipwaslO~C，theporosityofthelightweightspinel

5、refractoryaggregateis59．81％，withanaverageporesizeof601xm．Keywords：spinel；lightweightaggregate；foamingprocess；porestructure0引言镁铝尖晶石(MgA1O)陶瓷具有熔点高(2135~C)、抗化学侵蚀性较好、强度高、热膨胀系数小等优点，可广泛应用于催化剂载体、传感器以及高温工业等领域。特别是在耐火材料领域，镁铝尖晶石陶瓷可用于高强度热面耐火材料、钢包侧壁以及玻璃熔窑蓄热室的格子体。随着节能环保要求不断提高，

6、高强度、耐侵蚀、保温隔热三重功效的轻质镁铝尖晶石耐火材料倍受关注。多孔轻质材料的成孔方法主要有颗粒堆积成孔工艺、燃烧物加入法、发泡法等。孙丽枫等通过加入收稿日期：2012—02—14·2·玻璃与搪瓷2012年6月成孔剂制备轻质镁铝尖晶石耐火材料，并研究添加轻烧氧化镁对其性能的影响J。李淑静等以菱镁矿、生矾土为原料，通过原位分解法制备轻质镁铝尖晶石耐火材料并研究了烧结温度对其性能的影响。W．Yan等以碱式碳酸镁、氢氧化铝为原料，通过高温原料分解制备轻质镁铝尖晶石耐火材料并研究工艺对其微观性能和机械性能的影响。发泡法具有材料

7、气孔率高、生产成本低和工艺简单等优点，但是气孔结构难以控制[81。本文采用发泡法制备镁铝尖晶石轻质耐火骨料，以氧化铝微粉和电熔镁砂为原料，通过研究悬浮料浆系统中泡沫形成和泡沫稳定性的影响因素来分析试样的气孔结构。1实验以氧化铝(中粒径1．17m)和电熔镁砂(中粒径1．21Ixm)为主要原料，添加矿化剂氧化锌、减水剂三聚磷酸钠(sTrP)、发泡剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和稳泡剂糊精。将摩尔比为1：1的氧化铝和电熔镁砂及氧化锌球磨混合，本文中以氧化锌为矿化剂，分别加入(质量分数)1％～4％(对应代号SZ1、SZ2、SZ3

8、、sz4)，然后加入水、减水剂、发泡剂和稳泡剂充分搅拌。将制好的泥浆在20nlmx20mm×20mm的模具中浇注成型，自然干燥后脱模。然后将试样放入干燥箱内干燥，最后在1500oC温度下3h烧成。采用阿基米德法测试材料气孔率及体积密度，NDJ一5S数字式黏度计测量料浆黏度，POL—BK透射偏光显微镜观察材料气孔结构，