CN100509705C - 一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷及制备方法，多孔陶瓷由骨料和粘结剂制备成浆料，骨料本质上含有以下重量百分比的成分：轻质漂珠20-45%、苏州土20-40%、三氧化二铝微珠5-15%、氧化镁为5-12%、高发射率材料5-15%、煤粉1-5%。它的制备方法依次包括分别球磨苏州土、氧化镁、高发射率材料，制备轻质漂珠及骨料配置过程，然后将配置的浆料喷注在基体上，再随烘炉加热烧结固化即可。本发明能在950-1200℃较低温度烧结且有一定强度，低密度、低热传导率、2.5-20μm全红外波段的法向全发射率高，不需专用设备就能制作，其制备方法简单适用，因此利于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种红外辐射多孔陶瓷材料及制备方法，尤其是一种能在较低温度烧结，用于各种中高温加热、干燥炉衬耐火砖的低密度、低热传导率，全红外波段具有高发射率的红外辐射多孔陶瓷及制备方法。
背景技术
红外辐射材料具有较高发射率，传热速度快，加热质量高等特点，近年来得到迅速发展，已用于各种中高温炉衬和加热元件上的红外辐射材料，取得了节能和保护炉衬的显著效果；如中国专利公开号CN1114329A、CN1131691A和授权号CN2195745Y等专利。但普遍存在的突出问题是，一是比重大，不利于节能；二是要在一定条件下才能使用，应用范围受到了限制。因为，根据基尔霍夫定理，热吸收率等于热发射率。因而热发射率提高的同时，热吸收率也提高了，不可避免地促进炉壁的散热和蓄热；如果它所附着的炉衬基体导热系数大，则反而会更加耗能。
CN2064770专利公告了一种红外辐射多孔陶瓷板，其多孔板是由两层不同耐火材料组成，上层热阻力小(红外辐射层)，下层热阻力大(低导热系数隔热层)，能显著地改善煤气的燃烧性能，节约大量煤气。不足之处是使用温度低，要在专用多孔模具上注浇成型，工艺复杂，成本高。
公开号为CN1556781A的专利公告了日本发明人的一种多孔陶瓷及其制造方法，有助于超精密技术、生物技术、医疗技术；发明中采用的有机发泡剂，需要加热直至分解，充气加压等手段来控制孔的大小，不仅工艺复杂，而且很容易形成贯通的通道型气孔，导致材料的强度有所降低；导热系数增大。因此，用此方法制造的多孔陶瓷，不适合作隔热保温材料。
作为隔热保温材料，要求多孔陶瓷具有低的热传导系数，良好的隔热保温性、热稳定性与化学稳定性，耐高温，并且要有一定的强度；为此，国外多采用氧化铬，氧化锆等，但这些材质具有原料价格高，制造工艺复杂，烧成温度高等缺点。其烧成温度一般≥1200℃，这对大多炉温为950-1200℃的中高温炉，无法利用炉子本身炉温进行烧结，因而不适合大型加热、干燥炉炉衬应用。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种能在950-1200℃较低温度烧结且有一定强度，低密度、低热传导率、2.5-20μm全红外波段的法向全发射率高，不需专用设备就能制作，可在各种气氛下的中高温加热、干燥炉衬耐火砖上应用的红外辐射多孔陶瓷及制备方法。
本发明所述目的是通过如下方案实现的：
一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，由骨料和粘结剂制备成浆料，骨料本质上含有以下重量百分比的成分：轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁为5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％。
高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁42-48％、二氧化锰20-30％，三氧化二钴8-14％、氧化铜8-13％、二氧化铈7-12％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结0.8-2h制成。
三氧化二铝微珠的颗粒为100-180目。
所述粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-90％，硅树脂10-20％；
所述粘结剂与骨料之间的重量百分比为33-42％∶58-67％。
所述的多孔陶瓷的制备方法依次包括以下步骤：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；
2)、制备封闭孔的微小颗粒轻质漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：按重量比例造孔剂轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％，混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂；
5)、浆料配置：按粘结剂与骨料的重量百分比为33-42％∶58-67％进行配置，搅拌直至均匀待用；
6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在炉衬耐火砖上；
7)、阴干；
8)、烧结：随烘炉加热烧结固化。
喷注时，喷枪所用的压缩空气应经去油处理，气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离为15—20cm，喷注厚度≥2mm。
优选，骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠27-43％、苏州土25-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁7-10％、高发射率材料7-13％、煤粉2-4％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-85％，硅树脂15-20％；
粘结剂与骨料重量比为33-36％∶64-67％。
优选，骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠30-40％、苏州土30-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁8-11％、高发射率材料7-10％、煤粉2-3％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶86-90％，硅树脂10-14％；
粘结剂与骨料重量比为37-42％∶58-63％。
优选，骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠27-35％、苏州土32-38％、三氧化二铝微珠11-14％、氧化镁6-7％、高发射率材料10-14％、煤粉4-5％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶83-87％，硅树脂13-17％；
粘结剂与骨料重量比为35-39％∶61-65％。
优选，骨料中还含有小于等于骨料总重量5％的助烧剂，助烧剂是玻璃料或天然长石。
本发明所述多孔陶瓷的主要成分作用：
造孔剂轻质漂珠：漂珠为骨料的主要组成，它作为为预先成型的独立封闭孔存在于浆料中，确保制品含有较高的封闭微孔，并使其比重和导热系数大大降低。
苏州土：原料易得，价格低廉，可降低生产成本，主要起粘结与增强作用。
氧化镁：可提高耐热和耐急冷急热性能。
煤粉：作为发泡剂，低中温烧结时，形成一些开放型微孔，为颗粒受热膨胀预留空间，以便防止制品烧成过程中开裂。
三氧化铝微珠：调整封闭微孔尺寸的比例。
高发射率材料：骨料中掺入由过渡元素和氧化物组成的，并且采用适当的反应烧结制成的高发射率材料，起到了杂质效应，调节了材料电子与离子这两种缺陷的浓度比例，使多孔陶瓷整个红外波段都获得较高的发射率。
粘结剂中：硅树脂的作用在于，在喷注时，它可增加浆料与炉衬砖的粘结力，低中温烧结时，其有机酸根或挥发，或分解转化为无机物，可增强坯体的强度；高温烧结后，硅铬铝复合溶胶可使多孔陶瓷与炉衬形成牢固结合，它对提高多孔陶瓷制品的强度起着重要作用，对孔径也有一定影响。
本发明的特点：
1、本发明用较低成本生产出了具有高强度，使用温度可达1200℃，体积密度为0.84—1.02g/cm3，100℃、900℃的导热系数分别为0.029、0.310w/m·k，2.5-20μm全红外波段的法向全发射率≥0.91，并且具有较高封闭微孔结构的优良红外辐射多孔保温材料。
2、采用了封闭微孔的轻质微小颗粒漂珠作造孔剂，煤粉作发泡剂，烧结后形成了孔径分布均匀的微孔，不需要预先对发泡剂进行加热分解，充气加压；不仅容易控制，而且稳定、安全、可靠。
3、不需要在专门设备中加热烧结，可利用炉子自身加热烧成。
4、本发明耐高温、化学稳定性与耐急冷急热性好、无毒无污染，是一种综合多孔陶瓷与红外涂料优良性能的红外辐射多孔陶瓷，它可用于各种气氛的加热、均热、干燥炉衬耐火砖，以强化炉子高温下的辐射传热，提高炉子的蓄保温性能，减少炉外表面散热损失，延长炉衬寿命，节约能源。
5、发明原料易得、工艺简单、成本低，可广泛用于中高温加热领域，具有非常广阔的市场前景，因此利于推广应用。
附图说明
图1是在偏光显微镜下观察的多孔陶瓷的气孔分布及微观结构形貌图；
图2是经SEM-1红外材料发射率设备测量的光谱发射率曲线图；
图3是经SEM-1红外材料发射率设备测量的波段辐射能谱通量密度曲线图；
图4是附着本发明所述多孔陶瓷的耐火砖，在1200℃、氧化气氛下，加热240min后，取出冷却至室温，反复6次后的表面示意图。
图5是附着本发明所述多孔陶瓷的耐火砖，在最高炉温1200℃、H2+N2气氛的热处理炉持续加热达190h后的表面示意图。
具体实施方式
下面详细说明本发明优选的实施方式。
实施例一：
一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，由骨料和粘结剂制备成浆料，骨料本质上含有以下重量百分比的成分：轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁为5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％。
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁42-48％、二氧化锰20-30％，三氧化二钴8-14％、氧化铜8-13％、二氧化铈7-12％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结0.8-2h制成。
所述三氧化二铝微珠的颗粒为100-180目。
所述粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-90％，硅树脂10-20％；
所述粘结剂与骨料之间的重量百分比为33-42％∶58-67％。
将上述各组分按以下方法制成本发明所述的多孔陶瓷：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；
2)、制备封闭孔的微小颗粒轻质漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：按重量比例造孔剂轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％，混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂；
5)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的骨料喷注在炉衬耐火砖上；
6)、阴干；
7)、烧结：随烘炉加热烧结固化。
喷注时，喷枪所用的压缩空气应经去油处理，气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离为15—20cm，喷注厚度≥2mm。
实验证明，用本实施例所述方法制备的多孔陶瓷材料的体积密度为0.84一1.02g/cm3，具有较高封闭微孔结构，在德国来卡公司生产的偏光显微镜下观察的微观结构形貌如图1所示。
采用平板法测量的导热系数结果如表1。
表1
| 温度℃ | 100 | 300 | 600 | 900 |
| 导热系数(w/m·k) | 0.029-0.048 | 0.138-0.177 | 0.266-0.306 | 0.310-0.321 |
从表1可以看出，本发明具有优良的低热传导率。
本实施例所述多孔陶瓷2.5-20μm全红外波段的法向全发射率≥0.91，超过国标GB4653-84对红外辐射材料的要求(εn≥0.85)，经SEM-1红外材料发射率设备测量的光谱发射率与波段辐射能谱通量密度(如图2、图3)，从中得出法向全发射率ε如表2。
表2
| 波段 | 2.5-20μm | 4-20μm | 5-20μm |
| εn | 0.91-0.92 | 0.92-0.93 | 0.93-0.94 |
表3是用本实施例方法制备的多孔陶瓷在950-1200℃烧结温度下的抗压强度。
表3
| 烧结温度℃ | 950 | 980 | 1150 | 1200 |
| 抗压强度Mpa | 1.2-1.4 | 1.3-1.5 | 4.7-4.9 | 4.8-5.0 |
从表3可以看出，本发明解决了≤1200℃烧结强度低的技术难题。
在制备多孔陶瓷的过程中所使用的粘结剂不限于是本实施例所述粘结剂，也可以是水，也可以是中国专利公开号CN1793268A所述的粘结剂，都可以实现相同的技术效果。
实施例二：
本实施方式中的骨料各成分的重量百分比为：轻质漂珠27-43％、苏州土25-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁7-10％、高发射率材料7-13％、煤粉2-4％；
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁42％、二氧化锰20％，三氧化二钴14％、氧化铜13％、二氧化铈11％混匀后，在1270-1275℃条件下烧结0.8h制成。
粘结剂各成分重量比例为：硅铬铝复合溶胶80-85％，硅树脂15-20％；
粘结剂与骨料重量比为33-36％∶64-67％。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷的体积密度是0.90-0.99g/cm3，可在950-1150℃的温度烧结，100℃、900℃的导热系数分别为0.042-0.046、0.316-0.321w/m·k，2.5-20μm全红外波段的法向全发射率为0.91-0.92。
实施例三：
与实施例二不同之处在于，本实施例所述骨料中还含有小于等于骨料总重量1％的助烧剂，所述助烧剂是玻璃料。其他与实施例二相同。助烧剂可以改善浆料的流动性和烧结性能，降低烧结温度，并在低温时赋予生坯一定的强度。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷可在950-1100℃的温度烧结。
实施例四：
本实施方式中的骨料各成分的重量百分比为：轻质漂珠30-40％、苏州土30-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁8-11％、高发射率材料7-10％、煤粉2-3％；
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁47％、二氧化锰24％，三氧化二钴10％、氧化铜9％、二氧化铈10％混匀后，在1262-1276℃条件下烧结2h制成。
粘结剂各成分重量比例为：硅铬铝复合溶胶86-90％，硅树脂10-14％；
粘结剂与骨料重量比为37-42％∶58-63％。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷的体积密度是0.86-0.92g/cm3，可在1000-1200℃的温度烧结，100℃、900℃的导热系数分别为0.029-0.035、0.310-0.315w/m·k，2.5-20μm全红外波段的法向全发射率为0.92-0.94。
实施例五：
与实施例四不同之处在于，本实施例所述骨料中还含有小于等于骨料总重量3％的助烧剂，所述助烧剂是玻璃料。其他与实施例四相同。助烧剂可以改善浆料的流动性和烧结性能，降低烧结温度，并在低温时赋予生坯一定的强度。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷可在950-1100℃的温度烧结。
实施例六：
本实施方式中的骨料各成分的重量百分比为：轻质漂珠27-35％、苏州土32-38％、三氧化二铝微珠11-14％、氧化镁6-7％、高发射率材料10-14％、煤粉4-5％；
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁45％、二氧化锰23％，三氧化二钴13％、氧化铜9％、二氧化铈10％混匀后，在1290-1298℃条件下烧结1.5h制成。
粘结剂各成分重量比例为：硅铬铝复合溶胶83-87％，硅树脂13-17％；
粘结剂与骨料重量比为35-39％∶61-65％。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷的体积密度是0.93-1.02g/cm3，可在950-1200℃的温度烧结，100℃、900℃的导热系数分别为0.032-0.035、0.312-0.318w/m·k，2.5-20μm全红外波段的法向全发射率为0.91-0.93。
实施例七：
与实施例六不同之处在于，本实施例所述骨料中还含有小于等于骨料总重量5％的助烧剂，所述助烧剂是天然长石。其他与实施例六相同。助烧剂可以改善浆料的流动性和烧结性能，降低烧结温度，并在低温时赋予生坯一定的强度。
实验证明，本实施例所述多孔陶瓷的体积密度是0.93-0.97g/cm3，可在950-1100℃的温度烧结。
实施例八：
将下述的红外辐射多孔陶瓷浆料喷注于炉衬耐火砖上。
红外辐射多孔陶瓷，其骨料主要成分及重量百分比为：轻质漂珠25％、苏州土35％、三氧化二铝微珠15％、氧化镁5％、高发射率材料10％、煤粉5％、助烧剂玻璃料5％；与之相配的液料粘结剂主要为：硅铬铝复合溶胶80％；硅树脂20％；粘结剂与骨料之比为33％∶67％。
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁44％、二氧化锰26％，三氧化二钴14％、氧化铜9％、二氧化铈7％混匀后，在1295℃条件下烧结2h制成。
在炉衬制备红外辐射多孔陶瓷的方法，其依次包括如下步骤：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在150℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛290目，分别保存待用；
所述高发射率材料是按重量百分比：三氧化二铁45％、二氧化锰25％，三氧化二钴10％、氧化铜10％、二氧化铈10％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结1h制成。
2)、制备封闭孔的微小颗粒漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：按重量比例，将上述的轻质漂珠25％、苏州土35％、三氧化二铝微珠15％、氧化镁5％、高发射率材料10％、煤粉5％、助烧剂5％；混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂。先用干净扫帚清扫一遍，然后再用压缩空气吹一遍。
5)、浆料配置：按所述粘结剂与骨料重量百分比为33％∶67％配置，即1公斤骨料配0.49公斤粘结剂，搅拌直至均匀待用；
6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在预处理的炉衬耐火砖上。压缩空气应经去油处理。气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离约为15—20cm，厚度2mm。
7)、阴干；
8)、烧结：随烘炉加热烧结固化，烧成温度为950℃。
用本实施方式方法制备的多孔陶瓷材料的体积密度为0.95g/cm3，具有较高封闭微孔结构，在德国来卡公司生产的偏光显微镜下观察的微观结构形貌如图1所示。
采用平板法测量的导热系数结果如下表：
| 温度℃ | 100 | 300 | 600 | 900 |
| 导热系数(w/m·k) | 0.034 | 0.175 | 0.306 | 0.320 |
法向全发射率下表：
| 波段 | 2.5-20μm | 4-20μm | 5-20μm |
| εn | 0.92 | 0.93 | 0.94 |
在950-1200℃烧结温度下的抗压强度下表：
| 烧结温度℃ | 950 | 980 | 1150 | 1200 |
| 抗压强度Mpa | 1.3 | 1.4 | 4.8 | 4.9 |
实施例九：
将下述的红外辐射多孔陶瓷浆料喷注于炉衬耐火砖上。
红外辐射多孔陶瓷，其骨料主要成分及重量百分比为：轻质漂珠35％、苏州土28％、三氧化二铝微珠10％、氧化镁为10％、高发射率材料10％、煤粉5％、助烧剂玻璃料3％；与之相配的液料粘结剂主要为：硅铬铝复合溶胶85％；硅树脂15％；粘结剂与骨料之比为39％∶61％。
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁45％、二氧化锰25％，三氧化二钴12％、氧化铜10％、二氧化铈8％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结1.8h制成。
在炉衬制备红外辐射多孔陶瓷的方法，其依次包括如下步骤：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；
2)、制备封闭孔的微小颗粒漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：将上述的轻质漂珠35％、苏州土27％、三氧化二铝微珠10％、氧化镁为10％、高发射率材料10％、煤粉5％、助烧剂3％；混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂。先用干净扫帚清扫一遍，然后再用压缩空气吹一遍。
5)、浆料配置：按粘结剂(硅铬铝复合溶胶85％，硅树脂15％)与骨料的重量百分比为39％∶61％进行配置，即1公斤骨料配0.64公斤粘结剂，搅拌直至均匀待用；
6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在预处理的炉衬耐火砖上。压缩空气应经去油处理。气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离约为15—20cm，厚度3mm。
7)、阴干；
8)、烧结：随烘炉加热烧结固化，烧成温度为1050℃。
用本实施方式方法制备的多孔陶瓷材料的体积密度为0.89g/cm3，具有较高封闭微孔结构，在德国来卡公司生产的偏光显微镜下观察的微观结构形貌如下表：
| 温度℃ | 100 | 300 | 600 | 900 |
| 导热系数(w/m·k) | 0.030 | 0.150 | 0.270 | 0.310 |
法向全发射率ε如下表。
| 波段 | 2.5-20μm | 4-20μm | 5-20μm |
| εn | 0.92 | 0.93 | 0.94 |
下表用本实施例方法制备的多孔陶瓷在950-1200℃烧结温度下的抗压强度。
| 烧结温度℃ | 950 | 980 | 1150 | 1200 |
| 抗压强度Mpa | 1.4 | 1.5 | 4.9 | 5.0 |
实施例十：
将下述的红外辐射多孔陶瓷浆料喷注于炉衬耐火砖上。
红外辐射多孔陶瓷，其骨料主要成分及重量百分比为：轻质漂珠40％、苏州土25％、三氧化二铝微珠7％、氧化镁为12％、高发射率材料11％、煤粉4％、助烧剂天然长石1％；与之相配的液料粘结剂主要为：硅铬铝复合溶胶90％；硅树脂10％；粘结剂与骨料之比为39％∶51％。
其中，高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁48％、二氧化锰22％，三氧化二钴12％、氧化铜10％、二氧化铈8％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结1.6h制成。
在炉衬制备红外辐射多孔陶瓷的方法，其依次包括如下步骤：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；
2)、制备封闭孔的微小颗粒漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：将上述的轻质漂珠40％、苏州土25％、三氧化二铝微珠10％、氧化镁为10％、高发射率材料10％、煤粉5％、助烧剂3％；混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂。先用干净扫帚清扫一遍，然后再用压缩空气吹一遍。
5)、浆料配置：按粘结剂(硅铬铝复合溶胶90％，硅树脂10％)和骨料的重量百分比为42％∶58％％进行配置，即1公斤骨料配0.72公斤粘结剂，搅拌直至均匀待用；
6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在预处理的炉衬耐火砖上。压缩空气应经去油处理。气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离约为15—20cm，厚度3mm。
7)、阴干；
8)、烧结：随烘炉加热烧结固化，烧成温度为1200℃。
用本实施方式方法制备的多孔陶瓷材料的体积密度为0.96g/cm3，采用平板法测量的导热系数结果如下表：
| 温度℃ | 100 | 300 | 600 | 900 |
| 导热系数(w/m·k) | 0.045 | 0.174 | 0.293 | 0.319 |
法向全发射率ε如下表所示：
| 波段 | 2.5-20μ | 4-20μm | 5-20μm |
| εn | 0.92 | 0.93 | 0.94 |
| 烧结温度℃ | 950 | 980 | 1150 | 1200 |
| 抗压强度Mpa | 1.32 | 1.46 | 4.88 | 4.86 |
Claims (8)
1.一种炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于由骨料和粘结剂制备成浆料，骨料含有以下重量百分比的成分：
轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁为5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％；
所述高发射率材料由以下重量百分比的材料组成：三氧化二铁42-48％、二氧化锰20-30％，三氧化二钴8-14％、氧化铜8-13％、二氧化铈7-12％混匀后，在1260-1300℃条件下烧结0.8-2h制成；
所述粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-90％，硅树脂10-20％；
所述粘结剂与骨料之间的重量百分比为33-42％∶58-67％。
2.根据权利要求1所述的炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于：三氧化二铝微珠的颗粒为100-180目。
3.根据权利要求1或2所述的炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于：
骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠27-43％、苏州土25-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁7-10％、高发射率材料7-13％、煤粉2-4％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶80-85％，硅树脂15-20％；
粘结剂与骨料重量比为33-36％：64-67％。
4.根据权利要求1或2所述的炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于：
骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠30-40％、苏州土30-38％、三氧化二铝微珠7-13％、氧化镁8-11％、高发射率材料7-10％、煤粉2-3％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶86-90％，硅树脂10-14％；
粘结剂与骨料重量比为37-42％：58-63％。
5.根据权利要求1或2所述的炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于：骨料主要由以下重量百分比的成分组成：轻质漂珠27-35％、苏州土32-38％、三氧化二铝微珠11-14％、氧化镁6-7％、高发射率材料10-14％、煤粉4-5％；
粘结剂含有以下重量百分比的成分：硅铬铝复合溶胶83-87％，硅树脂13-17％；
粘结剂与骨料重量比为35-39％：61-65％。
6.根据权利要求1或2所述的炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷，其特征在于：骨料中还含有小于等于骨料总重量5％的助烧剂，助烧剂是玻璃料或天然长石。
7.一种权利要求1所述炉衬耐火砖上的红外辐射多孔陶瓷的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：
1)、将苏州土、氧化镁、高发射率材料分别球磨，滤出磨球，静置30-60分钟，除去球磨液后；分别在130-200℃温度条件下烘干；然后分别碾细，过筛280-320目，分别保存待用；
2)、制备封闭孔的微小颗粒轻质漂珠：将粉煤灰倒入水池中进行充分搅拌，然后让其自然沉淀，捞取漂浮在水面的物质，晾干，保存待用；
3)、骨料配置：按重量比例轻质漂珠20-45％、苏州土20-40％、三氧化二铝微珠5-15％、氧化镁5-12％、高发射率材料5-15％、煤粉1-5％，混合搅拌均匀，保存待用；
4)、基体预处理：清除炉衬耐火砖表面上的浮尘和灰、砂；
5)、浆料配置：按粘结剂与骨料的重量百分比为33-42％：58-67％进行配置，搅拌直至均匀待用；
6)、喷注：采用喷粗砂的大孔径喷枪，将搅拌均匀的浆料喷注在炉衬耐火砖上；
7)、阴干；
8)、烧结：随烘炉加热烧结固化。
8.根据权利要求7所述的多孔陶瓷的制备方法，其特征在于：喷注时，喷枪所用的压缩空气应经去油处理，气压维持在2—4公斤/m2，喷枪口与被喷注物表面距离为15—20cm，喷注厚度≥2mm。
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