特種耐火材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀

施　展（華北理工大學(xué)，河北　唐山　　063000）

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特種耐火材料的研究和發(fā)展現(xiàn)狀

施展
（華北理工大學(xué)，河北唐山063000）

摘要：新的材料是用來(lái)發(fā)展高新的技術(shù)物質(zhì)的基礎(chǔ)，是用以改造傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，所以，材料科學(xué)在世界上被劃分成新世紀(jì)的六大高科技的領(lǐng)域之一。2003年至今，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)是發(fā)展的速度最快的階段。十余年來(lái)，全國(guó)的各行業(yè)都得到了迅猛發(fā)展，特種耐火材料行業(yè)在高溫冶煉工業(yè)的高速發(fā)展推動(dòng)中，也在迅速的發(fā)展。我國(guó)耐火原材料的產(chǎn)量從2003年開(kāi)始的一千多萬(wàn)噸，發(fā)展到每年六千多萬(wàn)噸，截止到2010年，我國(guó)耐火材料的制品產(chǎn)量達(dá)到三千萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)在耐火材料方面的產(chǎn)量占世界的70%，中國(guó)的耐火材料的出口在大約200萬(wàn)噸上下，2009年的出口量達(dá)到了大約210萬(wàn)噸，但是進(jìn)口的數(shù)量只占到國(guó)內(nèi)的需求量的0.03%。我國(guó)國(guó)內(nèi)的企業(yè)的生產(chǎn)特種耐火材料不論是在質(zhì)量、品種還是在數(shù)量上，大多都能夠達(dá)到國(guó)內(nèi)的高溫的工業(yè)生產(chǎn)以及發(fā)展上的需要。

關(guān)鍵詞：特種的耐火材料；社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用實(shí)際研究

一、特種的耐火材料的介紹

特種的耐火材料其是在傳統(tǒng)的普通耐火材料的基礎(chǔ)上來(lái)發(fā)展起來(lái)的，以高純的氧化物、炭素以及非氧化物等等單一的材料或者是各種復(fù)合料來(lái)作為原料的，采用了傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝或者是特殊的生產(chǎn)工藝去生產(chǎn)的，其制品就包括了特殊性能以及特種用途的新型的耐火材料，又作用又叫做特種耐火材料。

特種耐火材料雖然說(shuō)成本高，但是因?yàn)樗邆淞撕芏嗟膬?yōu)異性能，是很多的工業(yè)部門(mén)都不可或缺無(wú)可代替的產(chǎn)品。尤其是在許多的新技術(shù)領(lǐng)域里，能夠在很多的關(guān)鍵部位來(lái)替代其他產(chǎn)品，能夠大幅的提高產(chǎn)品的使用壽命，經(jīng)濟(jì)的效益也有顯著增長(zhǎng)。特種耐火材料的分類(lèi)是由原料以及制品性狀的不同去分類(lèi)的，大致能夠分成五點(diǎn)：1.高熔點(diǎn)的氧化物材料和它的復(fù)合材料。2.高熔點(diǎn)的氧化物和難熔金屬的復(fù)合材料。3.高溫的不定形材料以及無(wú)機(jī)物的涂層。4.高溫纖維包括它的增強(qiáng)材料。5.難以熔化合物的材料以及其復(fù)合材料。

二、特種的耐火材料其研究

各種品種不同的特種耐火材料，即使他們的化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)不同，它們的性能也同樣存在著一定的差異，但是從特種的耐火材料的總體上來(lái)講，它比普通的耐火材料要多具備很多的優(yōu)良性能，主要包括以下幾個(gè)方面：

1.熱學(xué)的性質(zhì)。熱膨脹的性質(zhì)指的是材料的線(xiàn)度和它的體積溫度因?yàn)樯祻亩l(fā)生了一些可逆性的增減的性能。大多數(shù)的特種耐火材料的線(xiàn)膨脹的系數(shù)都會(huì)比較大，氧化硼以及氧化硅的線(xiàn)膨脹的系數(shù)會(huì)較小。

2.力學(xué)方面的的性質(zhì)。特種的耐火材料在彈性以及模量上都足夠夠大。大多數(shù)的材料都帶有很高的機(jī)械強(qiáng)度，但是和金屬的材料比較，因?yàn)樽陨淼拇嘈裕运鼈兛箾_擊的強(qiáng)度會(huì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低。絕大多數(shù)的特種的耐火材料都會(huì)帶有很高的硬度，因此會(huì)比較的耐磨在塵粒的沖刷性方面也會(huì)比較好。大多數(shù)的特種的耐火材料因?yàn)楦邷厝渥儯瑫?huì)都變得較小，最大的就是二硅化鉬。蠕變值的大小以及晶界物質(zhì)的氣孔率等等都有關(guān)系。

3.電學(xué)方面的的性質(zhì)。大多數(shù)的高熔點(diǎn)的氧化物都屬于絕緣體，在這一類(lèi)里，氧化釷以及穩(wěn)定氧化鋯等等在高溫的情況之下，都會(huì)帶有一定的導(dǎo)電性。碳化物以及硼化物的電阻，相對(duì)來(lái)講都很小。有的氮化物同樣是電的良導(dǎo)體，但是同樣也有一些是典型的絕緣體。

4.使用的性質(zhì)。①耐火的特性：特種耐火材料的熔點(diǎn)幾乎都會(huì)在兩千攝氏度以上，最高的碳化鉿以及碳化鉭分別是在3887℃以及3877℃。其耐火的程度也非常之高，在氧化的氣氛中，氧化物的使用讓溫度甚至快要接近其熔點(diǎn)。碳化物以及氮化物在中性抑或是在其還原性的氣氛里，比很多的氧化物還帶有更高的使用的溫度。

②抗熱震方面的性質(zhì)，抗熱震的性能會(huì)非常的好。某一些品類(lèi)的纖維制品，就包括說(shuō)是纖維增強(qiáng)的復(fù)合的制品都具有較高的氣孔率以及抗張的強(qiáng)度，而這些種類(lèi)的材料的抗熱震的性能都相對(duì)較好好。氮化硅、碳化硅、氮化硼包括二硅化鉬等等也具有相對(duì)較好的抗熱震的性質(zhì)。

三、特種耐火材料發(fā)展現(xiàn)狀

耐火材料在高溫的工業(yè)發(fā)展里是非常重要的不可缺少的重要的基礎(chǔ)材料。鋼鐵建筑和機(jī)械化工等等的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都與耐火材料有著密切的關(guān)系。甚至可以說(shuō)，耐火材料已經(jīng)成為了我國(guó)國(guó)民的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。高溫工業(yè)急速的帶動(dòng)了我國(guó)特種耐火材料的產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。我國(guó)已經(jīng)達(dá)到了耐火材料的產(chǎn)量第一以及消耗量第一，對(duì)于特種耐火材料的技術(shù)水平方面的研究發(fā)展也走在世界前列。

中國(guó)是耐火材料生產(chǎn)量很大的國(guó)家，根據(jù)材料顯示，2013年，中國(guó)的耐火材料的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到了三千萬(wàn)噸以上，而在這之中，特種耐火材料制品達(dá)到了一千五百萬(wàn)噸往上。和上一年相比，整個(gè)產(chǎn)值產(chǎn)量高出同比的1.5%。由于歐美國(guó)家的鋼鐵的產(chǎn)量大幅度的下降，我國(guó)的特種耐火材料出口的總貿(mào)易額達(dá)到了20億美元以上。預(yù)計(jì)未來(lái)三年，特種耐火材料會(huì)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

中國(guó)的特種耐火材料的生產(chǎn)主要集中在8個(gè)省市自治區(qū)，華北東北地區(qū)較為集中，東南沿海地帶因?yàn)橘Y源較為缺乏，生產(chǎn)較少，但是依靠技術(shù)的先進(jìn)力量也在此方面取得了較快速的發(fā)展。

特種耐火材料主要被使用在冶金和建材兩個(gè)行業(yè)中。鋼鐵冶金對(duì)其的消耗大約在百分之六十，使用在煉鋼爐鋼包等方面；建材上的使用主要為水泥窯等方面。

四、特種耐火材料的發(fā)展展望

現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，我國(guó)的耐火材料的總產(chǎn)量居于世界的前列，但是在功能、特種、節(jié)能、長(zhǎng)壽、環(huán)境友好型耐火材料等等先進(jìn)的特殊耐火材料方面所占的的比重很低。要圍繞著主要的下游行業(yè)的品種結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)技術(shù)上的進(jìn)步以及新興產(chǎn)業(yè)對(duì)于特殊耐火材料的需要，充分的發(fā)揮國(guó)家級(jí)的創(chuàng)新平臺(tái)以及各級(jí)的企業(yè)技術(shù)中心和高等的院校的等方面的科技上優(yōu)勢(shì)，突破其關(guān)鍵性的技術(shù)瓶頸，大力的發(fā)展先進(jìn)的特種耐火材料。高效、節(jié)能的特種耐火材料的技術(shù)發(fā)展相對(duì)來(lái)說(shuō)滯后，在一定的程度上也制約了我們國(guó)家在高溫行業(yè)上的發(fā)展。今后，如果要去研究和開(kāi)發(fā)高效、高溫的隔熱耐火材料，降低能耗，對(duì)于整個(gè)的高溫工業(yè)節(jié)能的減排都是舉足輕重。

目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)的特種耐火材料所占比例僅僅在35%，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)明顯的偏低。我國(guó)要大力開(kāi)發(fā)并且推廣去使用各種的優(yōu)質(zhì)并且高效的特種耐火材料，帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，爭(zhēng)取未來(lái)三年達(dá)到50%左右的比例。

參考文獻(xiàn)：

［1］顧立德《特種耐火材料》冶金工業(yè)出版社2006-03-01。

［2］中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社編著《耐火材料標(biāo)準(zhǔn)匯編》2007-03-01。

［3］胡寶玉《鋼鐵用耐火材料：向高溫挑戰(zhàn)的記錄》冶金工業(yè)出版社2014-02-21。

中圖分類(lèi)號(hào)：TF065.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-864X（2016）07-0281-01