Распространенные методы склеивания огнеупорных связующих

Огнеупорные связующие представляют собой материал, который определенным образом объединяет огнеупорный порошок в твердую форму для повышения его механической прочности., термостойкость, сейсмостойкость, и другие свойства. Общие методы комбинирования огнеупорных материалов включают следующие::

Гидравлическая обвязка

Гидравлическая обвязка, также известный как гидравлическое упрочнение, зависит от реакции между связующим (например, цемент) и воду при определенных условиях температуры и влажности для производства продуктов гидратации, которые создают цементирующий эффект отверждения.. Поскольку прочность, возникающая в результате реакции гидратации и отверждения цемента, зависит от времени, температура, и условия влажности, требуется правильное лечение. Обычные связующие включают алюмосиликатный цемент.. Когда кальциево-алюминатный цемент (с минералами первичной гидратации CaO·Al2O3 и CaO·2Al2O3) смешивается с водой, подвергается реакциям гидролиза и гидратации, что приводит к выпадению гидратов гексагональной чешуйчатой ​​или игольчатой ​​формы CaO·Al2O3·10H2O. (CAH10) и 2CaO·Al2O3·8H2O (C2AH8), или кубический гранулированный 3CaO·Al2O3·6H2O (C3AH6) гидраты и гель оксида алюминия (Al2O3гель). Это образует сплоченную кристаллическую сеть., приводящие к связыванию.

Сходным образом, реактивный оксид алюминия подвергается реакции гидратации и образует моноклинную пластинчатую форму., волокнистый, или гранулированные минералы тригидроксида алюминия (Байеристы, Ал2О3 3H2O) и орторомбический пластинчатый бемит (бемит, Al2O3·(1-2)Н2О), что приводит к обязательному действию.

Химическая связь

Переплет водного стекла: Использование силиката натрия (стакан для воды) в качестве связующего, смешать его с порошком огнеупорного материала, затем придайте форму и затвердейте путем сушки.

Огнеупорный раствор: Смешайте порошок огнеупорного материала со связующим для огнеупорного раствора, чтобы получилась смесь, похожая на огнеупорный раствор., затем придайте форму и высушите, чтобы добиться закрепления.

Поликонденсационная связь

Химическое связывание с использованием органических связующих из высоких полимеров включает реакцию конденсации-полимеризации с использованием специфических катализаторов или сшивающих агентов при определенных условиях., что приводит к образованию трехмерной сетевой структуры и обеспечению прочности связывания.. Обычные связующие включают такие смолы, как фенолформальдегидные смолы и линейные фенолформальдегидные смолы..

При соединении фенолоформальдегидной смолы с кислотным катализатором и нагревании, вступает в реакцию конденсации, что приводит к более высокой прочности связывания. Сходным образом, при соединении линейной фенолформальдегидной смолы с гексаметилентетрамином (уротропин) и с подогревом, происходит реакция сшивания, что приводит к образованию сетчатой ​​структуры за счет конденсации и обеспечению хорошей прочности связывания..

Керамическое соединение

Прочность достигается за счет процесса твердофазно-жидкофазного спекания, который происходит при относительно низких температурах.. Для облегчения спекания твердого тела и жидкости и содействия образованию жидкой фазы., часто приходится добавлять легкоплавкие вещества, действуют как потоки, в смесь. Например, в сухих смесях на основе глинозема, добавление борной кислоты приводит к образованию липкой жидкой фазы при 450-550°С., который помогает склеить огнеупорные заполнители вместе. Далее следует твердожидкостная реакция с α-Al2O3., приводит к образованию соединений с более высокими температурами плавления., например 2Al2O3·B2O3 (который постоянно плавится при температуре около 1035°C.) или 9Al2O3·B2O3 (который постоянно плавится при температуре около 1930°C.), таким образом связывая агрегаты корунда вместе.

Сходным образом, в кремнистых сухих вибрационных смесях, добавление борной кислоты или буры в качестве вспомогательного средства для спекания в диапазоне температур 500–1000°C способствует спеканию., в результате образуется керамическое связующее. Сухие вибрационные смеси такого типа, которые основаны на добавлении вспомогательных средств для спекания при низких и средних температурах., широко используются в качестве футеровки индукционных печей различной промышленной частоты, а также в качестве наполнителей устьевых ковшей..

Адгезивное соединение

Адгезионное соединение — это тип соединения, который возникает, когда жидкие связующие используют комбинацию действий., включая адсорбцию, диффузия, электростатическое притяжение, и капиллярные силы, для создания переплетенного слоя адгезионной диффузии. Этот процесс создает силу связывания..

Клеевое соединение можно разделить на несколько типов.:

1. Адсорбционный эффект: Сюда входит физическая адсорбция, молекулы притягиваются друг к другу за счет межмолекулярных сил. (Силы Ван дер Ваальса), и химическая адсорбция, который происходит за счет взаимодействий с участием химических связей. Встречаются случаи, когда при клеевом соединении одновременно возникают оба типа адсорбции..
2. Эффект диффузии: Это включает взаимную диффузию и проникновение молекул клея и адгезива за счет их теплового движения.. Это приводит к образованию диффузионного слоя на границе раздела., в результате возникает прочная и надежная связь.
3. Электростатическое взаимодействие: На границе между клеем и адгезивом, имеется двойной электрический слой. Связывание происходит за счет электростатического притяжения этого двойного электрического слоя..

Связующие, создающие клеевое соединение, часто имеют органический и временный характер.. Они функционируют при комнатной температуре или низких температурах и сгорают после термической обработки от средней до высокой температуры.. Примеры включают такие материалы, как крахмал., карбоксиметилцеллюлоза, и поливиниловый спирт. Некоторые связующие являются полупостоянными.; после средне- и высокотемпературной термообработки, они оставляют после себя остаточный углерод, который образует связующую углеродную сеть. Примеры включают такие материалы, как асфальт., фенолформальдегидные смолы, и эпоксидные смолы с высоким содержанием остаточного углерода.. Однако, эти типы связующих пригодны только для использования в восстановительных условиях.. Некоторые неорганические связующие также обладают хорошей адгезией., такие как дигидрофосфат алюминия, силикат натрия, и силиказоль. Клеевые связующие обычно используются в огнеупорных растворах., покрытия, напыление покрытий, и трамбовочные смеси.

Когезионное соединение

Когезионная связь основана на силах Ван-дер-Ваальса., включая водородную связь, и мостиковые эффекты между коллоидными частицами или ультрадисперсными порошками нано- или субмикронного масштаба, которые приближаются или вступают в контакт.. Согласно теории ДЛВО, между коллоидными частицами действуют силы Ван-дер-Ваальса. Когда частицы приближаются друг к другу, отталкивание происходит за счет наложения двойного электрического слоя на поверхности частиц. Стабильность и когезия коллоидного раствора (приостановка) зависят от относительных величин сил притяжения и отталкивания между частицами. К материалам, которые могут проявлять когезионное сцепление, относятся глиняные частицы., оксидные ультрадисперсные порошки, кремнеземный золь, алюминиевый золь, и алюмосиликатный золь.