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纳米材料的应用领域及发展前景(纳米材料研究现状及应用前景)

纳米材料的应用领域及发展前景(纳米材料研究现状及应用前景) 纳米技术在耐火材料工业中的研究现状及未来趋势

纳米科技在耐火材料中的应用主要是以纳米粉体和溶胶的应用为主。纳米粉体表面能高,具有高活性,极不稳定,很容易与其他原子结合,其熔点和烧结温度比微粉低的多。纳米粉主要应用于不定形耐火材料和一些特种耐火材料。在不定形耐火材料中主要以结合剂和添加剂的形式引入纳米粉,利用纳米粉的表面和界面效应来减少水泥用量,从而减少加水量,提高浇注料的力学性能。在特种耐火材料中加入纳米粉压成块后,纳米粉之间的界面具有高能量,在烧结中高的界面能释放出来成为额外的烧结驱动力,有利于界面中孔洞收缩和空位团的填充,因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的,且性能优异。

纳米耐火材料

(1)硅溶胶结合的浇注料具有较高的干燥速率和较高的初始透气性。在某些情况下,硅溶胶结合浇注料的干燥时间比水泥结合浇注料缩短一半或更多,满足了设备运行周期短的要求。

(2)强度方面,虽然水泥结合浇注料的初期强度较高,但随着温度的升高,水泥结合浇注料的强度会逐渐降低;硅溶胶结合料虽然初期强度较低,但随着温度的升高,强度逐渐增加,在短时间内可达到中温水泥结合浇注料的强度。

(3)在水泥结合浇注料中,玻璃相的形成和体积不稳定性导致抗热震性下降。而硅溶胶结合的浇注料具有良好的体积稳定性和抗热震性。

纳米粉体的分散方法& mdash& mdash机械力分散

机械力分散是通过外部剪切力或冲击力使纳米粒子充分分散的方法。其实这是一个非常复杂的分散过程,只有对分散体系施加机械力引起体系中物质的物理化学性质变化,并伴随一系列化学反应,才能实现分散。机械分散的具体形式包括研磨分散、胶体磨分散、球磨分散、砂磨分散和高速搅拌分散。球磨是目前常用的方法,但在球磨过程中,由于球的冲击而产生的磨损杂质容易进入浆料,影响其性能。根据另一个文献,如果仅使用机械搅拌,则需要超过5000rmin-1的高速混合器。

化学方法分散

化学改性分散是利用纳米粒子的表面基团与反应性有机化合物产生化学键。纳米粒子可溶于有机介质,因为其表面存在有机化合物分支或基团,从而增强了纳米粒子在有机介质中的分散。化学修饰通常有两种方式:一种是利用大分子的端基与纳米粒子的表面基团反应,将聚合物接枝到纳米粒子表面。其次,利用可聚合有机小分子在纳米粒子表面活性点的聚合反应,在纳米粒子表面形成聚合物层。此外,纳米颗粒的分散通常通过结合物理分散和化学分散来进行。比如在超声波分散的过程中,加入适量的分散剂会明显提高分散效果。这是因为只有超声波空很难阻止超声波后纳米颗粒的团聚。加入分散剂后,可以防止颗粒再次团聚。同时,超声波的作用有利于分散剂在纳米颗粒表面的包覆。

纳米粉体分散技术的发展方向

纳米粉的分散行为与相同成分的微粉相似。但由于纳米粉体的高活性,其表面形貌和吸附性能发生了变化,纳米粉体的分散有其自身的特点。

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目前纳米技术在耐火材料中的应用还处于初级阶段,技术和工艺还不够成熟,需要进一步探索和完善。如果能通过有效的化学和物理分散方法将纳米材料均匀地分散在混合材料中,将对提高耐火材料的性能起到非常重要的作用。如果纳米材料在纳米粉体的分散方面取得突破,纳米科技将会得到极大的发展。纳米技术在耐火材料市场的应用前景非常广阔。

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