隨著高溫行業的不斷發展,耐火材料為與之契合也在不斷進步。眾多學者在不斷探索開發新型耐火材料的同時,對原有耐火材料的增強也在不斷研究。機械強度是耐火材料的重要指標,良好的機械強度可以提高耐火材料的使用壽命。耐火材料的增強方法較多,常用方法有添加燒結助劑、摻雜高強度晶須或纖維、合理級配、結合劑的選擇與改進,以及各種添加劑的使用等。那么耐火可塑料材料的增強和那些因素有關?

1、晶須和纖維的摻雜

晶須是指以單晶形式生長而成的微納米級別的短纖維,其原子排列高度有序,幾乎不存在通常材料中所存在的位錯、空穴、晶界等缺陷,因而其強度接近于完整晶體的理論值,機械強度約等于原子間力的理論極限。晶須常被用于復合材料的增強。在耐火材料應用方面,由于晶須價格較貴,直接添加成本較高,因此常通過使用添加劑原位生成晶須來對耐火材料進行增強,或者使用纖維對耐火材料進行增強。

2、填料的級配

在不定型耐火材料的制備與生成中,配料是重要的工序之一,不同粒度的填料的級配將會直接影響產品的質量與檔次。就目前而言,關于填料的級配大多都在使用緊密堆積理論來對不同粒徑的填料顆粒進行級配,然而由于不同粒徑填料的使用還會對結合劑的用量以及粘結效果產生影響,因此選擇合適的填料級配除理論計算外還需要與實驗相結合。在不定型耐火材料中,結合劑作為粘結所有填料的基體,其粘結強度以及力學性能將直接對耐火材料的整體性能產生影響。因此耐高溫無機結合劑的研發與改進也是耐火材料領域重點關注的問題。

不定型耐火可塑料結合劑主要為磷酸鹽結合劑,硅酸鹽結合劑以及水泥結合劑等。不同的結合劑在不同溫度下的應用效果有很大差異。在結合劑的改進方面,以磷酸鋁鹽結合劑為例,主要的改進方法有采用不同種類結合劑的復配,以及在結合劑中引入其他金屬陽離子,來提高結合劑在某些方面的性能。