耐火材料高性能化与纳米技术的应用

郭乔佳(洛阳市第一高级中学，河南 洛阳 471000)

耐火材料高性能化与纳米技术的应用

郭乔佳(洛阳市第一高级中学，河南 洛阳 471000)

随着社会的不断发展，纳米技术得到了人们的高度重视，它在耐火材料中有着广泛的应用，并提高了材料的性能，降低了有害成分，是当前纳米技术中科学性的表现之一。它的应用性主要体现在纳米粉的添加上，将耐火材料进行细化，在溶胶的引入下实现新技能的利用。本文针对纳米技术的发展现状，分析其在耐火材料中的应用。

耐火材料；性能优化；纳米技术；应用

近几年来，纳米技术的优势逐渐凸显，它在科学技术领域的地位也越来越高。通过高中的学习，我也对纳米技术有了一定的了解，它主要是由精细的颗粒构成，以填充的方式构建原子的有效组合过程，以较高的表面覆盖率进行反应，实现催化的作用。

1 纳米技术在耐火材料中的应用

1.1 纳米技术在耐火浇筑材料中的应用

纳米技术作为现代科学形式之一，在耐火浇筑材料中有着广泛的应用。纳米技术主要是以“纳米粉”为基本载体，利用凝胶前驱进行的一种分子组织方式。在耐火浇筑材料之中，它能够与纳米粉相结合，并在表面形成一层保护膜，将其体积进行扩充，在与水的融合中实现性能的优化。在耐火材料的传统浇筑过程中，当低溶物中的粉末与水进行融合时，耐火材料的性能就会降低，甚至会出现裂痕等现象。但纳米技术可以利用粉状颗粒的活动规律促进分子的融合，在原有的面积下使各分子之间的联系更加紧密，提高物化作用。我们可以在以下实验中进行证明：首先，以“尖晶石浇筑材料”作为控制载体，将纳米粉放到其中，再加入500毫升的水使二者融合，最后以加温的方式进行结果观察。在尖晶石材料晾干的过程中我们会发现，耐火浇筑物质变得更加坚硬，纳米粉分子在水中不断的聚集，运动现象更加明显，甚至在耐火浇筑材料中形成了一层维护体系。另外，如果在纳米粉中加入氧化铝或者氧化镁，我们会发现耐火材料的强度有所增加，也能够在较长的时间内得以保存，抗腐蚀性较好[1]。

1.2 纳米材料在氧化物制品中的应用

纳米材料在氧化物制品中的作用主要体现在提高物体韧性上。一般来讲，大部分氧化物都具有一定的流动性与不稳定性。而纳米材料的加入则可以提升材料的稳定程度。在实验过程中，我们可以将纳米粉与微粉进行结合，微粉能够在水的融合下进行剧烈的活动，呈现出原子运动的本质。以“刚玉砖”耐火材料为载体，将其放在大火下进行加温，使温度控制在200到300之间，将纳米粉加入到其中，并观察刚玉砖的变化。从整体情况中可以看出，材料以小颗粒分子的形态呈现出来，并不断进行融合。当材料的面积固定在一定的范围之内时，其强度较原来提升了3倍，外部结构也不会那么脆弱，柔韧性得以增强。在此基础上，我们还可以降低实验中的温度，将温度调整到100到150度之间，这时再观察刚玉砖所发生的变化。我们会发现，纳米粉逐渐溶解，并形成了微粉。微粉在运动中保护了耐火材料的固向结构，使得材料的抗震性与抗热性加强。另外，在显微镜下会发现，粉体中还存在氧化铝与氧化铁。二者结合使耐火材料出现烧结的情况，使材料中的颗粒移动规律变得更加明显，材料的机械性能提升[2]。

2 纳米技术促进耐火材料的高性能化

2.1 纳米技术促进含碳耐火材料的高性能化

含碳耐火材料是比较重要的材料形式之一。它在冶金工业中得到了广泛的应用，并且性能呈现出高度的优化状态。传统的含碳耐火材料中，石碳的成分比较多，会使得材料中分子的移动规律不明显，甚至会出现降低使用效率的情况。而当前的含碳耐火材料中主要包括纳米炭黑、纳米复合石碳等等。这种方式能够将碳含量减少，从而促进纳米分子的融入。纳米分子的作用主要是在温度升高的情况下进行氧化还原，使纤维融入到耐火材料之中，防止热传递现象的发生，提高耐火材料的抗热性[3]。

2.2 纳米技术的应用优势与劣势

纳米技术在耐火材料中的应用优势非常明显。除了提升耐火材料的抗热性、抗腐蚀性等。它还能够体现出资源合理利用的情况。纳米原料的有着无污染、绿色环保性强等优势，当它与耐火材料进行结合时，可以改善材料内部结构，使得在燃烧过程中产生很少的污染。但我们也必须看到，纳米技术的应用程度还不是非常广泛，它的提取成本非常高，性价比相对较低。在引入的过程中，性能也会因技术的限制受到一定的约束，实际应用情况比较分散[4]。

3 结语

综上所述，本文针对纳米技术在耐火材料中的应用，对其性能的提升方式进行了研究。从而得出：作为现有先进科技的一种，纳米技术有着制备精良等优势。它可以使耐火材料的抗腐蚀性增强，促进用途的多样化转变。同时我们也应该意识到，纳米材料的高成本使得它的发展受到了一定的阻碍。我们要不断研究，致力于纳米技术的开发，促进其在各领域得到广泛应用。

[1]赵惠忠,汪厚植.纳米技术在耐火材料中的应用及研究进展[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2008,03∶242-246.

[2]汪厚植,赵惠忠,顾华志,王周福,邓勇跃.纳米技术在耐火材料中的应用研究[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2005,02∶130-133.

[3]张冬海,张晖,张忠,陈运法.纳米技术在高性能电力复合绝缘材料中的工程应用[J].中国科学∶化学,2013,06∶725-743.

[4]计道珺,赵惠忠,李轩科,汪厚植,洪学勤,杨熹文,陈家唯.纳米技术在耐火材料中的应用[J].武钢技术,2003,03∶1-2+10.

郭乔佳（1999-），男，汉族，河南省洛阳市人，高中学历，研究方向：材料学方向。