黏结剂种类对铝酸镧涂层材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2022.02.006

耐火材料 ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (2): 123-126.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.02.006

黏结剂种类对铝酸镧涂层材料性能的影响

张一帆(), 王曲, 王刚(), 刘鹏程, 张琪, 司瑶晨

中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳 471039

收稿日期:2021-08-17 出版日期:2022-04-15 发布日期:2022-04-21
通讯作者: 王刚,男,1972年生,博士,教授级高级工程师。E-mail: wangg@lirrc.com
作者简介:张一帆:女,1994年生,硕士研究生。E-mail: lirrzyf@126.com
基金资助:
国家自然科学基金联合基金资助项目(U1904217);中原科技创新领导人才项目(224200510006)

Effect of binder types on properties of lanthanum aluminate coating materials

Zhang Yifan(), Wang Qu, Wang Gang(), Liu Pengcheng, Zhang Qi, Si Yaochen

State Key Laboratory of Advanced Refractories,Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co.,Ltd.,Luoyang 471039,Henan,China

Received:2021-08-17 Online:2022-04-15 Published:2022-04-21
Contact: Wang Gang

摘要/Abstract

摘要：

采用Ca²⁺-Fe³⁺掺杂的铝酸镧为辐射粉体基料,分别以磷酸二氢铝、水玻璃、硅溶胶和铝溶胶为黏结剂制备了铝酸镧涂层材料,将其涂覆于刚玉空心球砖表面,研究了黏结剂种类对涂层材料的物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:以铝溶胶为黏结剂所制得涂层杂质相对较少,为最佳的黏结剂选择;以铝溶胶为黏结剂的钙铁掺杂铝酸镧辐射剂在刚玉空心球砖表面的抗剥落性最好。

关键词: 铝酸镧, 黏结剂, 铝溶胶, 节能

Abstract:

Lanthanum aluminate coating materials were prepared using Ca²⁺-Fe³⁺ doped lanthanum aluminate as the radiation powder matrix,aluminum dihydrogen phosphate,sodium silicate,silica sol and alumina sol as binders.The developed coating materials were spread on the surface of corundum bubble bricks,and the influences of different binders on the phase composition,the microstructure and the performance of the coating materials were explored.The results show that the coating material using alumina sol contains less impurities,which is the best binder choice.The Ca²⁺-Fe³⁺ doped lanthanum aluminate radiation agent with alumina sol as the binder performs excellent spalling resistance on the surface of the corundum bubble bricks.

Key words: lanthanum aluminate, binder, alumina sol, energy saving

中图分类号:

TQ175

张一帆, 王曲, 王刚, 刘鹏程, 张琪, 司瑶晨. 黏结剂种类对铝酸镧涂层材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(2): 123-126.

Zhang Yifan, Wang Qu, Wang Gang, Liu Pengcheng, Zhang Qi, Si Yaochen. Effect of binder types on properties of lanthanum aluminate coating materials[J]. Refractories, 2022, 56(2): 123-126.

图/表 6

表1 黏结剂的主要组成及pH

Table 1 Main composition and pH of binder

种类	化学式	主要组成	pH
磷酸二氢铝	Al(H₂PO₄)₃	w(P₂O₅)=33%, w(Al₂O₃)=8%	2.6
水玻璃	Na₂O·nSiO₂	w(Na₂O)=8.5%, w(SiO₂)=26.5%	9.27
硅溶胶	SiO₂·nH₂O	w(SiO₂)=30%	9.96
铝溶胶	Al₂O₃·nH₂O	w(Al₂O₃)=30%	9.32

图1 基料LCAFO的XRD图谱

Fig.1 XRD patterns of sample

图2 不同黏结剂条件下所制得涂层的XRD图谱

Fig.2 XRD patterns of coatings with different binders

图3 采用不同黏结剂的涂层试样经1 200 ℃保温2 h烧后的SEM照片

Fig.3 SEM photos of coatings with different binders fired at 1 200 ℃ for 2 h

图4 试样涂层经1 200 ℃保温2 h热处理后的红外光谱图

Fig.4 Infrared absorptivity of coatings fired at 1 200 ℃ for 2 h

图5 涂层试样热震6次后的照片

Fig.5 Photos of coatings after 6 cycles of theral shock

参考文献 13

[1]	夏德宏, 吴永红, 高庆昌. 高发射率涂料在加热炉中的节能机理与应用[J]. 冶金能源, 2002(6):25-28.
[2]	谢炳豪, 林文豪. 热辐射节能涂料在陶瓷窑炉中的应用[J]. 佛山陶瓷, 2010, 20(3):1-9.
[3]	王曲, 王刚, 李江涛, 等. 镧系钙钛矿型红外辐射陶瓷材料的研究进展[J]. 耐火材料, 2019, 53(6):475-480.
[4]	武晓燕, 于宏兵, 耿丽娟. 红外辐射陶瓷的研究进展[J]. 硅酸盐通报, 2013, 32(2):280-288.
[5]	孙汉东, 樊震, 常大定. 提高高温红外辐射涂层发射率的途径[J]. 红外技术, 1990(3):31-34.
[6]	HAN Z, LIU J, LI X W, et al. Ca²⁺doped LaCrO₃:A novel energy-saving material with high infrared emissivity[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2014, 97(9):2705-2708. DOI URL
[7]	CHENG X D, MIN J, ZHU Z Q, et al. Preparation of high emissivity NiCr₂O₄ powders with a spinel structure by spray drying[J]. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2012, 19(2):173-178. DOI URL
[8]	卢卫华, 刘鹏飞, 韩召, 等. 镍离子掺杂对铝酸镧红外辐射性能的影响[J]. 硅酸盐学报, 2017, 45(3):371-377.
[9]	常晴, 李江霖, 刘庆生, 等. Sol-gel法制备B位掺杂铝酸镧红外辐射陶瓷材料[J]. 稀有金属与硬质合金, 2018, 46(4):43-49.
[10]	王曲, 王刚, 韩建燊, 等. La_1-_xCa_xAl_0.8Cr_0.2O₃/CaZrO₃(0≤x≤0. 2)复相陶瓷材料发射率的研究[J]. 人工晶体学报, 2019, 48(9):1698-1702.
[11]	王曲, 张一帆, 王刚, 等. B位Cr³⁺-Fe³⁺共掺杂铝酸镧的红外辐射性能[J]. 耐火材料, 2021, 55(2):98-101.
[12]	曹洋, 张鹏林, 牛显明, 等. 镍铬-莫来石复合陶瓷涂层热障及抗热震性能的研究[J]. 粉末冶金技术, 2021, 39(2):135-140.
[13]	陆磊, 樊希安, 胡晓明, 等. 高抗热震性红外辐射节能涂层的制备与性能研究[J]. 红外技术, 2014, 36(2):156-161.

[1]	王昕悦, 许晴, 朱欣欣, 周瑞琪, 段红娟, 张海军, 李少平. 固相反应合成MgAl₂O₄多孔纤维的研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(3): 190-194.
[2]	李斌, 刘杰, 朱波, 郭玉涛, 任博, 封吉圣, 陈俊红. CA₆质耐火材料在水泥回转窑过渡带的应用及损毁机制[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 479-483.
[3]	王明刚, 车连房, 史成龙, 袁宏伟, 刘永振. 钛白粉回转窑用耐火材料的配置及应用[J]. 耐火材料, 2023, 57(6): 504-507.
[4]	孟庆新, 唐赞, 巩鑫泰, 梁瑞涵, 王金鹏, 刘志鹏, 谭功亮, 蔡嘉琪. 梭式窑节能措施的研究现状与展望[J]. 耐火材料, 2023, 57(3): 253-258.
[5]	张一帆, 王曲, 王刚, 卢珂珂, 张琪. ZrO₂加入量对铝酸镧基高发射率涂层材料的影响[J]. 耐火材料, 2023, 57(1): 6-9.
[6]	张一帆, 王刚, 王曲, 张琪, 王来稳, 黄振武, 张雷. ZrO₂隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(4): 315-319.
[7]	翟鹏涛, 刘宗虎, 朱其川, 石珍明, 刘志强, 翟耀杰. 水泥回转窑过渡带用集成模块化节能窑衬研究[J]. 耐火材料, 2022, 56(3): 261-263.
[8]	王曲, 张一帆, 王刚, 张伟. B位Cr³⁺-Fe³⁺共掺杂铝酸镧的红外辐射性能[J]. 耐火材料, 2021, 55(2): 98-101.
[9]	史树威,郭宗奇. 利用节能环保机械化竖窑制备重烧镁砂[J]. , 2020, 54(6): 536-539.
[10]	陈洋, 丁军, 曹桂莲, 王杏, 余超, 邓承继, 祝洪喜. 室温固化型Al2 O3 - SiO2 系无机高温黏结剂的制备[J]. , 2020, 54(1): 27-31.
[11]	刘家栋1,2),彭志坚1),刘开琪2,3),刘庆祝2,3),陈运法2,3). 溶胶和微粉添加量对原位莫来石结合SiC陶瓷膜支撑体性能的影响[J]. , 2019, 53(5): 348-353.
[12]	王文学,王明刚,王佑宝,蔡国庆. 新型节能环保隧道窑的设计及应用[J]. , 2019, 53(2): 150-153.
[13]	肖家志,石干,梁亚丽. 耐火浇注料用非水泥结合剂的研究[J]. , 2019, 53(1): 38-42.
[14]	陈洋,樊国栋,丁军,邓承继,祝洪喜,余超,冷光辉. 高温黏结剂的研究进展[J]. , 2018, 52(2): 154-157.
[15]	张琪,王刚,韩建燊,董宾宾,袁波. 硅酸铝纤维板抗冰晶石蒸气侵蚀机制研究[J]. , 2017, 51(5): 348-351.

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