多孔鎂橄欖石輕量化材料的氣孔特性與導熱性能的相關(guān)性研究.pdf

1、鎂橄欖石具有較低熱導率，僅為方鎂石的1/3-1/4，且高溫下同大多數(shù)耐火材料的相容性好，因此鎂橄欖石被看作一種有發(fā)展前景的高溫隔熱原料。本文采用熔鹽介質(zhì)作造孔劑進行鎂橄欖石輕量化制備，針對“輕量化材料的導熱系數(shù)和氣孔特性之間的相關(guān)性”進行研究。
　　本研究以天然鎂橄欖石為原料，采用熔鹽介質(zhì)法的NaCl為熔鹽介質(zhì)，加入量分別為0wt％、10wt％、20wt％、30wt％和40wt％，分別于1050℃、1100℃和1150℃制備具有不

2、同氣孔特性的鎂橄欖石多孔材料。以灰色系統(tǒng)理論為基礎，建立氣孔結(jié)構(gòu)特性參數(shù)（顯氣孔率、閉口氣孔率、孔徑分布、分形維數(shù)、平均孔徑等）與導熱系數(shù)和耐壓強度之間的關(guān)聯(lián)性。根據(jù)經(jīng)典導熱模型和復合傳熱理論分別建立符合多孔鎂橄欖石材料的非線性導熱模型和復合傳熱導熱模型。利用ANSYS軟件建立符合鎂橄欖石氣固相分布特性的有限元模型，計算了不同孔隙率下多孔鎂橄欖石材料的導熱系數(shù)。結(jié)果表明：不同NaCl熔鹽含量和不同燒成溫度處理的試樣，以孔徑r=4.70μ

3、m為界，具有雙重分形特征。灰色關(guān)聯(lián)理論分析表明：不同熔鹽含量制備的多孔材料的導熱系數(shù)與孔徑范圍0.47～4.70μm孔數(shù)量灰關(guān)聯(lián)度最大，此范圍內(nèi)的孔徑分布對試樣導熱系數(shù)的貢獻最大。不同燒成溫度試樣的導熱系數(shù)與氣孔特性參數(shù)的關(guān)聯(lián)度相對熔鹽含量變化與其的相關(guān)性較低，其導熱系數(shù)與孔徑分布于大于47.00μm的區(qū)間灰關(guān)聯(lián)度最大。耐壓強度與試樣的氣孔率和小孔徑分布數(shù)量關(guān)聯(lián)度較大。根據(jù)經(jīng)典導熱模型和復合傳熱導熱兩種方法建立的計算多孔鎂橄欖石導熱系數(shù)