耐火材料高性能化與納米技術的應用

郭喬佳(洛陽市第一高級中學，河南 洛陽 471000)

耐火材料高性能化與納米技術的應用

郭喬佳(洛陽市第一高級中學，河南 洛陽 471000)

隨著社會的不斷發展，納米技術得到了人們的高度重視，它在耐火材料中有著廣泛的應用，并提高了材料的性能，降低了有害成分，是當前納米技術中科學性的表現之一。它的應用性主要體現在納米粉的添加上，將耐火材料進行細化，在溶膠的引入下實現新技能的利用。本文針對納米技術的發展現狀，分析其在耐火材料中的應用。

耐火材料；性能優化；納米技術；應用

近幾年來，納米技術的優勢逐漸凸顯，它在科學技術領域的地位也越來越高。通過高中的學習，我也對納米技術有了一定的了解，它主要是由精細的顆粒構成，以填充的方式構建原子的有效組合過程，以較高的表面覆蓋率進行反應，實現催化的作用。

1 納米技術在耐火材料中的應用

1.1 納米技術在耐火澆筑材料中的應用

納米技術作為現代科學形式之一，在耐火澆筑材料中有著廣泛的應用。納米技術主要是以“納米粉”為基本載體，利用凝膠前驅進行的一種分子組織方式。在耐火澆筑材料之中，它能夠與納米粉相結合，并在表面形成一層保護膜，將其體積進行擴充，在與水的融合中實現性能的優化。在耐火材料的傳統澆筑過程中，當低溶物中的粉末與水進行融合時，耐火材料的性能就會降低，甚至會出現裂痕等現象。但納米技術可以利用粉狀顆粒的活動規律促進分子的融合，在原有的面積下使各分子之間的聯系更加緊密，提高物化作用。我們可以在以下實驗中進行證明：首先，以“尖晶石澆筑材料”作為控制載體，將納米粉放到其中，再加入500毫升的水使二者融合，最后以加溫的方式進行結果觀察。在尖晶石材料晾干的過程中我們會發現，耐火澆筑物質變得更加堅硬，納米粉分子在水中不斷的聚集，運動現象更加明顯，甚至在耐火澆筑材料中形成了一層維護體系。另外，如果在納米粉中加入氧化鋁或者氧化鎂，我們會發現耐火材料的強度有所增加，也能夠在較長的時間內得以保存，抗腐蝕性較好[1]。

1.2 納米材料在氧化物制品中的應用

納米材料在氧化物制品中的作用主要體現在提高物體韌性上。一般來講，大部分氧化物都具有一定的流動性與不穩定性。而納米材料的加入則可以提升材料的穩定程度。在實驗過程中，我們可以將納米粉與微粉進行結合，微粉能夠在水的融合下進行劇烈的活動，呈現出原子運動的本質。以“剛玉磚”耐火材料為載體，將其放在大火下進行加溫，使溫度控制在200到300之間，將納米粉加入到其中，并觀察剛玉磚的變化。從整體情況中可以看出，材料以小顆粒分子的形態呈現出來，并不斷進行融合。當材料的面積固定在一定的范圍之內時，其強度較原來提升了3倍，外部結構也不會那么脆弱，柔韌性得以增強。在此基礎上，我們還可以降低實驗中的溫度，將溫度調整到100到150度之間，這時再觀察剛玉磚所發生的變化。我們會發現，納米粉逐漸溶解，并形成了微粉。微粉在運動中保護了耐火材料的固向結構，使得材料的抗震性與抗熱性加強。另外，在顯微鏡下會發現，粉體中還存在氧化鋁與氧化鐵。二者結合使耐火材料出現燒結的情況，使材料中的顆粒移動規律變得更加明顯，材料的機械性能提升[2]。

2 納米技術促進耐火材料的高性能化

2.1 納米技術促進含碳耐火材料的高性能化

含碳耐火材料是比較重要的材料形式之一。它在冶金工業中得到了廣泛的應用，并且性能呈現出高度的優化狀態。傳統的含碳耐火材料中，石碳的成分比較多，會使得材料中分子的移動規律不明顯，甚至會出現降低使用效率的情況。而當前的含碳耐火材料中主要包括納米炭黑、納米復合石碳等等。這種方式能夠將碳含量減少，從而促進納米分子的融入。納米分子的作用主要是在溫度升高的情況下進行氧化還原，使纖維融入到耐火材料之中，防止熱傳遞現象的發生，提高耐火材料的抗熱性[3]。

2.2 納米技術的應用優勢與劣勢

納米技術在耐火材料中的應用優勢非常明顯。除了提升耐火材料的抗熱性、抗腐蝕性等。它還能夠體現出資源合理利用的情況。納米原料的有著無污染、綠色環保性強等優勢，當它與耐火材料進行結合時，可以改善材料內部結構，使得在燃燒過程中產生很少的污染。但我們也必須看到，納米技術的應用程度還不是非常廣泛，它的提取成本非常高，性價比相對較低。在引入的過程中，性能也會因技術的限制受到一定的約束，實際應用情況比較分散[4]。

3 結語

綜上所述，本文針對納米技術在耐火材料中的應用，對其性能的提升方式進行了研究。從而得出：作為現有先進科技的一種，納米技術有著制備精良等優勢。它可以使耐火材料的抗腐蝕性增強，促進用途的多樣化轉變。同時我們也應該意識到，納米材料的高成本使得它的發展受到了一定的阻礙。我們要不斷研究，致力于納米技術的開發，促進其在各領域得到廣泛應用。

[1]趙惠忠,汪厚植.納米技術在耐火材料中的應用及研究進展[J].武漢科技大學學報(自然科學版),2008,03∶242-246.

[2]汪厚植,趙惠忠,顧華志,王周福,鄧勇躍.納米技術在耐火材料中的應用研究[J].武漢科技大學學報(自然科學版),2005,02∶130-133.

[3]張冬海,張暉,張忠,陳運法.納米技術在高性能電力復合絕緣材料中的工程應用[J].中國科學∶化學,2013,06∶725-743.

[4]計道珺,趙惠忠,李軒科,汪厚植,洪學勤,楊熹文,陳家唯.納米技術在耐火材料中的應用[J].武鋼技術,2003,03∶1-2+10.

郭喬佳（1999-），男，漢族，河南省洛陽市人，高中學歷，研究方向：材料學方向。