莫來石澆(jiao)注料具有荷重軟(ruan)化溫度高，抗熱震性(xing)好(hao)，抗侵蝕(shi)能力強等優良(liang)的(de)性(xing)能，在工業爐內襯、鋼(gang)包包蓋、中間包內襯等方(fang)面被(bei)廣泛使用。但致(zhi)密(mi)的(de)骨料和基(ji)質導致(zhi)澆注料的(de)熱導率高(gao)，使得高(gao)溫熱工設備的(de)熱量(liang)損(sun)失較大，能耗(hao)較高(gao)。因此，實現澆注(zhu)料輕(qing)量化，有(you)必要研(yan)發耐(nai)高溫、低導(dao)熱、高強度和良好抗(kang)熱震性的耐(nai)火澆注(zhu)料。

澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)輕量化(hua)可通(tong)過輕質(zhi)骨(gu)料(liao)(liao)或輕量化(hua)基(ji)質(zhi)來(lai)(lai)實現。骨(gu)料(liao)(liao)是澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)強度(du)的(de)主要(yao)貢獻(xian)者，性能良(liang)好的(de)輕質(zhi)骨(gu)料(liao)(liao)才(cai)能制備出高強低導熱(re)的(de)澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)。以(yi)多孔隙的(de)莫來(lai)(lai)石質(zhi)微球、α-AL2O3和 SiO2微粉為(wei)主(zhu)要原料，硅(gui)溶(rong)膠(jiao)為(wei)結合劑，在試樣中生成了大量晶須(xu)，從而(er)制備了高強度、低熱導(dao)率(lv)的莫來石澆注料。在基質部分，同樣可以進行輕(qing)量化設計，即在基(ji)質中加入(ru)造(zao)孔劑。 在剛(gang)玉－莫來石澆注料中(zhong)添(tian)(tian)加了聚(ju)苯乙烯泡沫(mo)球，當添(tian)(tian)加量(liang)為漿料總體積的50％時(shi)，澆(jiao)注(zhu)料的氣孔率為61％，熱導率低(di)至0.22w/（m·K）-1。氧化鋁空心球因其耐火度高和熱導率低(di)等優點，常被作為骨(gu)料制備多孔陶瓷，但其同時也是一種新型的無機造(zao)孔劑。在莫來石澆注料中(zhong)加入30%氧化(hua)鋁空心(xin)球(qiu)時，澆注料的體(ti)積密度降低至1.96g/cm-³，熱導率為(wei)0.89w/（m·K）-1

綜上(shang)所述，同時對(dui)基質和骨(gu)料進行輕(qing)量化設計，可以在保持良好力(li)學性能的(de)基礎(chu)上得到熱導率更低的(de)澆注料，從(cong)而減少高溫熱工設備的(de)能耗。因(yin)此，以5~3、3~1和1~0.086mm的微(wei)孔(kong)莫來(lai)石骨料，≤0.045mm的莫來石細(xi)粉(fen)，二氧(yang)(yang)化硅微粉(fen)，氧(yang)(yang)化鋁微粉(fen)，2~1mm的氧(yang)化鋁空心球造孔(kong)劑，CA71水泥結合劑及三聚(ju)磷酸鈉。為主要(yao)原料，來制備輕(qing)質莫(mo)來石(shi)澆注料(liao)。

圖1示出(chu)了不同溫(wen)度熱處理后(hou)試(shi)樣(yang)的(de)常溫(wen)強度。從圖中可以看出(chu)，試(shi)樣(yang)的(de)常溫(wen)強度隨氧化(hua)鋁空心球加入量的(de)增(zeng)加而降(jiang)低。同時(shi)，隨著熱處理溫(wen)度升高，試(shi)樣(yang)的(de)常溫(wen)強度逐漸增(zeng)大(da)。當氧化(hua)鋁空心球加入量為9%時,1400℃熱(re)處理后(hou)試樣的常溫(wen)抗折強度和常溫(wen)耐壓(ya)強度分別為11.9和47.1MPa.110 ℃烘干后試樣的強(qiang)度(du)(du)主要由莫(mo)來石骨料的本征強(qiang)度(du)(du)提(ti)供。但(dan)基質與(yu)細粉的結合強(qiang)度(du)(du)并不(bu)高，故此時(shi)常溫耐壓強(qiang)度(du)(du)較低。經1400℃高(gao)溫處理(li)后，骨料(liao)和(he)微(wei)粉(fen)間燒結(jie)作用使得澆(jiao)(jiao)注料(liao)中的顆粒之間結(jie)合更加緊密，且氧(yang)化(hua)(hua)鋁微(wei)粉(fen)和(he)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)硅微(wei)粉(fen)反應生(sheng)成(cheng)莫來(lai)石(shi)，提高(gao)澆(jiao)(jiao)注料(liao)強度然而(er)，由于氧(yang)化(hua)(hua)鋁空(kong)心球取(qu)代了部(bu)分骨料(liao)，增加試樣的氣孔(kong)(kong)率，導致力(li)學強度下(xia)降。 但(dan)氧(yang)化(hua)(hua)鋁空(kong)心球提高(gao)了莫來(lai)石(shi)的生(sheng)成(cheng)量，且氧(yang)化(hua)(hua)鋁空(kong)心球的多孔(kong)(kong)結(jie)構能夠阻(zu)礙裂紋擴展，故其強度下(xia)降較少。

隨著氧化鋁空心球加(jia)入量的增加(jia)，試樣的熱導率降低。當(dang)氧化鋁空心球加(jia)入量為9%時(shi)，試樣(yang)在(zai)1000℃ 下熱導率降低至0.38w/（m·K）-1這是由于氧化鋁空(kong)心球的(de)多孔結(jie)構,使得試樣氣(qi)孔率增加,從(cong)而降低熱導率。而微(wei)孔莫來石本身(shen)也有很多氣孔，也能夠降低試樣的熱導率。