随着高温行业的不断发展,耐火材料为与之契合也在不断进步。众多学者在不断探索开发新型耐火材料的同时,对原有耐火材料的增强也在不断研究。机械强度是耐火材料的重要指标,良好的机械强度可以提高耐火材料的使用寿命。耐火材料的增强方法较多,常用方法有添加烧结助剂、掺杂高强度晶须或纤维、合理级配、结合剂的选择与改进,以及各种添加剂的使用等。那么耐火可塑料材料的增强和那些因素有关?

1、晶须和纤维的掺杂

晶须是指以单晶形式生长而成的微纳米级别的短纤维,其原子排列高度有序,几乎不存在通常材料中所存在的位错、空穴、晶界等缺陷,因而其强度接近于完整晶体的理论值,机械强度约等于原子间力的理论极限。晶须常被用于复合材料的增强。在耐火材料应用方面,由于晶须价格较贵,直接添加成本较高,因此常通过使用添加剂原位生成晶须来对耐火材料进行增强,或者使用纤维对耐火材料进行增强。

2、填料的级配

在不定型耐火材料的制备与生成中,配料是重要的工序之一,不同粒度的填料的级配将会直接影响产品的质量与档次。就目前而言,关于填料的级配大多都在使用紧密堆积理论来对不同粒径的填料颗粒进行级配,然而由于不同粒径填料的使用还会对结合剂的用量以及粘结效果产生影响,因此选择合适的填料级配除理论计算外还需要与实验相结合。在不定型耐火材料中,结合剂作为粘结所有填料的基体,其粘结强度以及力学性能将直接对耐火材料的整体性能产生影响。因此耐高温无机结合剂的研发与改进也是耐火材料领域重点关注的问题。

不定型耐火可塑料结合剂主要为磷酸盐结合剂,硅酸盐结合剂以及水泥结合剂等。不同的结合剂在不同温度下的应用效果有很大差异。在结合剂的改进方面,以磷酸铝盐结合剂为例,主要的改进方法有采用不同种类结合剂的复配,以及在结合剂中引入其他金属阳离子,来提高结合剂在某些方面的性能。