堇青石质蜂窝陶瓷蓄热体材料

由于堇青石与多种催化剂匹配性好, 比表面积大、热膨胀系数小以及抗热震性好等优点而得到了广泛应该。张华等人用粘土、滑石和氧化铝制备了堇青石质(2MgO·2Al2 O3 ·5SiO2 )蜂窝陶瓷, 该陶瓷具有热膨胀系数低、气孔率高的优点[16] 。堇青石虽然有很多优点, 目前得到了广泛关注, 但仍然存在缺点, 即耐热性稍差, 所以很多后续的研究都将重点集中了在堇青石中添加其他材料来提高堇青石性能方面。在堇青石中添加一些添加剂, 可以促进堇青石烧结、降低热膨胀系数、提高抗热震性等, 通常的添加剂有硅线石、碳化硅、氧化锆、氧化锗、以及氟化钙等[17] , 添加后烧结形成硅线石- 堇青石、莫来石- 堇青石、钛酸铝- 堇青石、尖晶石- 堇青石等复相材料.

许永贵等[23] 按重量百分比为40% ~ 70% 的堇青石, 5% ~15%的硅线石, 10% ~20%的红柱石和15% ~35% 的锆英石的原料配方制备了蓄热式陶瓷球和蜂窝体, 经测试90% 的样品抗热震次数大于35 次, 为合格产品, 并且样品性能优于氧化铝陶瓷球。山东理工大学的白佳海[24] 制备了碳化硅- 堇青石质多孔陶瓷, 测试结果显示, 碳化硅- 堇青石多孔陶瓷与碳化硅多孔陶瓷相比, 抗折强度显著提高, 热膨胀系数明显降低, 但显气孔率有所降低。杜永娟等[25] 从调整合理的化学组成、添加不同量和种类的添加剂、改善烧成工艺等几个方面叙述了降低蜂窝状堇青石陶瓷材料热膨胀的途径, 而且在上述几种途径均取得了有益效果。Agrawal D． K． 等[26] 用GeO2 来替代堇青石中的SiO2 , 研究了MgO·2Al2 O3 ·(5 - x)SiO2 ·xGeO2 的热膨胀系数随GeO2 加入量变化而变化的规律, 当x≤1 时热膨胀系数总体是降低的。吴皆正等[27] 在堇青石中引入氧化锆来达到增韧和增强的目的。缪斌等[28] 将磷酸盐、锂铝硅酸盐引入堇青石来降低烧结温度, 提高密度, 降低热膨胀系数。