無機建筑保溫材料范文

無機建筑保溫材料范文第1篇

【關鍵詞】無機非金屬材料;民用建筑;應用

1 無機非金屬材料的分類及優點

1.1 材料分類

不同性質的材料在運用當中，必須要根據其不同的特性來進行選擇和施工，而對于無機非金屬材料本身來說，又有幾個不同的種類，主要有半導體材料，晶體材料，硅酸鹽材料以及精細陶瓷材料等。這幾種材料，由于其自身結構種類的不同，特性也隨之不同，首先是半導體材料，半導體材料具體又有摻雜半導體，缺陷半導體以及元素半導體。半導體的電阻值，一般情況下在室溫內能夠保持在絕緣體及導體之間，半導體現階段已經在計算機技術，新能源領域，網絡領域等方面都取得了非常廣泛的應用，第2種便是晶體材料，晶體材料在接收到一定程度的電子以及電離子，等能量的時候會發出強度不一的熒光，第3種便是硅酸鹽材料，硅酸鹽材料根據其來源可以分為工業硅砂巖以及天然硅酸鹽，硅砂原材料在整個無機非金屬材料組成當中占據著非常大的比例，同時由于硅酸鹽材料自身有比較好的抗腐蝕性，在工業生產方面已經有了非常好的利用，在建筑施工上，現階段主要有水泥玻璃等不同的硅酸鹽材料，一般情況下陶瓷材料屬于硅酸鹽材料的一種，但是精細陶瓷材料又不同于傳統的陶瓷材料，所以在這里應當將其另外分出來成為一個無機非金屬材料的種類，精細陶瓷材料的微觀結構相對于普通的陶瓷更加穩定，所以在運用的當中，能夠保證建筑整體結構的穩定。

1.2 材料優點

無機非金屬材料之所以很快的在民用建筑方面得到了一個比較廣泛的應用，其材料自身的一些優點，是非常重要的因素，無機非金屬材料，由于行程的原因相對于金屬材料以及有機材料，有著更強的整體性，第二便是對于組成無機材料本身的元素來看，其自身的物理特性及化學特性都比較穩定，這也就是說運用到民用建筑方面之后能夠，表現出更好的抗風化性以及抗老化。最后就是無機非金屬材料自身結構緊密，所以其防水性能也比較高，在長時間的使用當中，能夠有效防止雨水滲漏到房屋內部，同時依靠其比較強的防腐蝕性，能夠有效的抵抗一般情況下的生物侵害。

2 無機非金屬材料在民用建筑中的應用

2.1 在墻體砌筑上的應用

在民用建筑的墻體砌筑上，需要使用大量的砌塊。而利用無機非金屬材料制造而成的砌塊包含混凝土小型空心砌塊、加氣混凝土砌塊和陶?；炷疗鰤K，都在一定程度上得到了應用?；炷列⌒涂招钠鰤K是利用石頭、水泥和砂等混凝土材料制作而成，具有25%-50%的空心率。在多層和高層民用住宅建設中，該種材料得到了廣泛應用。近年來，該種新型墻體材料產量每年將以15%的速度增加。在墻體砌筑上使用該材料，能夠提高施工效率，并且獲得平整度較好的墻面。此外，該種材料具有較高的強度，但是本身重量較強，所以能夠使砌筑的墻面具有良好的抗震性和耐熱性。就目前來看，該種材料主要用于砌筑非承重墻。而隨著砌塊強度等級的提升，其也能夠在多層建筑的承重墻上得到應用。由于國內擁有豐富的天然輕集料資源，所以該種材料的生產成本較低，對環境污染也較少，能夠給民用建筑建設帶來一定的效益。但是，該種砌塊也具有易破損、變形和不便刊削等問題。一旦沒能得到較好的處理，就會出現開裂問題，從而導致墻體出現漏水等問題。作為新型墻體建筑材料，加氣混凝土砌塊具有良好的防火性能和保溫隔熱性能，具有輕質多孔的特點，可以進行輕易砍削。相較于混凝土砌塊，該種砌塊的重量較輕，重量僅能達到混凝土砌塊的1/5，干密度為500-700kg/m?。使用該材料進行建筑的建設，能夠使建筑重量有效減少。由于材料的導熱系數為0.11-0.18W/m*k，僅能達到混凝土的1/6，所以其具有較好的保溫隔熱性能。建設200mm厚的墻體，就能夠達到490mm厚粘土磚墻的保溫效果，因此能夠使建筑墻體厚度得到降低，繼而使建筑的有效使用面積得到增加。所以，使用該材料進行民用建筑的砌筑，能夠降低工程造價，并且提供施工效率。而該材料具有良好抗震性能和較高的強度，可以為建筑建設提供一定的安全保障。同時，該材料具有較好的可加工性和適應性，并且擁有良好隔音性能。此外，該材料還具有較好的耐高溫性。在600℃以下時，該材料的抗壓強度將隨著溫度升高而提升，所以其防火性能能夠達到一級防火標準。

2.2 在建筑保溫上的應用

在建筑保溫上，無機非金屬材料也得到了廣泛應用。就目前來看，大多數無機非金屬材料都被應用在建筑圍護結構和外表面保溫上，能夠使建筑的保溫性能得到提升。而在建筑保溫上主要得到應用的材料包含巖棉、硅藻土和玻璃泡沫等，不同的材料有著不同的性能。其中，巖棉是絮狀纖維材料，由人造輕質硅酸鹽制成，具有穩定的化學性，并且質地松軟。該種材料的耐酸堿性較好，利用其進行建筑表面的包裹，不僅能夠使建筑的保溫性得到保證，還能夠避免建筑物受到大氣環境中各種物質的腐蝕。而硅藻土為一種生物化學沉積巖，由硅藻的硅質細胞壁組成，具有多孔輕質的特點。該材料具有良好的吸水性，并且不溶于酸堿等物質。在建筑工程中，其能夠作為絕熱材料和隔聲材料使用。而玻璃泡沫為封閉式氣泡材料，具有導熱系數小、不霉變、機械性能強、耐化學腐蝕和吸水率小等優點。該材料不僅能夠在較大溫度范圍內使用，還具有較好的裝飾功能，因此在民用建筑建設中得到了應用。

結語

對于民用建筑市場，無機非金屬材料的應用已經無法取代，它們性能優良、成本低廉，極大的推動了民用建筑市場的發展。未來，科技的進步必將會使更多新材料進入市場，服務群眾，在做好研發工作的同時，也要重點關注材料的普及和推廣。

參考文獻

[1]丁希玥.無機非金屬材料工程中的人才培養模式發展研究[J].建材發展導向，2019，017(005)：126.

[2]劉剛.無機非金屬材料的研制及性能表征探析[J].中國戰略新興產業(理論版)，2019，000(012)：1-1.

無機建筑保溫材料范文第2篇

機械力化學異軍突起, 引起了一些西方國家的研究熱潮。近年來, 機械力化學原理在機械合金、礦物加工 (特別是在從礦物或廢棄物中提取有價物) 、材料合成與制備、納米粉體制備等方面的應用有了較大的進展。本文在機械力化學效應分析的基礎上, 對近年來機械力化學在無機材料制備中的應用進行了綜述, 并進行了展望。

2 機械力化學效應

機械力化學效應是通過對物質施加機械力而引起物質發生結構及物理化學性質變化的過程。在機械力的不斷作用下, 起始階段主要是物質顆粒尺寸的減小和比表面積的增大, 但是達到一定程度后, 由于小顆粒的聚集而出現粉磨平衡, 但并不意味著粉磨過程中粉體的性質不變, 事實上它會發生諸多的機械力化學效應。

2.1 晶格畸變和顆粒非晶化機械沖擊力、剪切力、壓力等都會使得晶體顆粒發生形變

在某個實驗中獲得的氧化鋁的微觀應變與晶粒尺寸之間的關系呈反比關系。也就是說, 如果晶粒尺寸變小, 那么微觀應變就會相反變大。塑性變形是位錯的增加和變化。當這種變化發生時, 顆粒的機械能會降低, 但位錯處的能量會增加并且會自動存儲。因此, 將會有機械化學活性位點, 這將增加材料的化學反應性。如果機械力的影響強度增加, 則晶體顆粒表面的結構由于外力的干涉而產生非晶層, 然后逐漸使顆粒完全非晶化。當晶體磨蝕到非晶時, 晶體內部儲存的能量將比僅由位錯儲存的能量大得多。一旦非晶形成完成, 礦物顆粒的溶解度, 密度, 離子交換容量等將與以前不同。

2.2 晶體結構變化

機械力化學能夠使得那些礦物的內部結構是層狀的發生晶體機構變化。比如滑石被壓碎, 其晶體結構當中, Si原子上存在有4個O配位形成四面體, 鎂原子上存在有四個O配位, 兩個氫氧根配位組成的八面體, 一個八面體與兩個四面體交叉組成一個平板的結構單元, 兩個層是運用范德華力來連接在一起。運用行星磨干法壓碎, Mg-O原子間配位數粉碎前為六, 一小時過后就是4.6, 四小時過后就是3.9。晶體結構轉為無定形化, 能夠增強了它的活性強度, 結合其他物料就能夠發生機械力化學反應。通過對高嶺土干粉磨當中的機械力化學波動的調查發現:在此階段, 其晶格會轉為無序化, 并產生脫羥基反應, 其表面的相關構造也會引起變化。

2.3 同質異構形物質的變化

物質產生同質異構變化很大程度上受機械力化學的影響。比如磨Ca CO3, 由結晶形碳酸鈣 (方解石, 六方晶系) 成為無定形的, 在含有水的條件下, 就會又成為結晶形 (文石、斜方晶系) 。如果在行星磨內粉磨二水石膏和滑石的混合物, 那么兩個小時之后就會發現二水石膏經過反應成為了半水石膏。還有就是銳鈦礦型的二氧化鈦變成金紅石型二氧化鈦, 他也能夠在處于粉磨和低溫的條件下發生反應。把沒有有細磨過的與磨了96小時的銳鈦化礦做比較, 能夠清晰的發現它的相變溫度降低了許多, 從ll00攝氏度變成了750攝氏度。從上面的各個例子與分析當中能夠發現機械化學對物質晶型轉變的作用是非常大的。

3 機械力化學的應用

硅鈣石 (Afwi IIite) 和雪硅鈣石 (Tobermorite) 這兩種材料都有密度小, 隔熱性能優良與阻燃的優點。以前制作它的方法就是水熱合成法, 在現在的建筑工程項目當中也運用的相當多。硅鈣石 (Afwi IIite) 的制作, 在常溫下, Guomin MI等在行星磨內將氫氧化鈣和硅膠壓碎使之成為混合物, Ca/Si摩爾比為l.5, 水灰比大概在23-30%之間, 時長為兩個小時, 最后就已完成。硅酸鹽水泥當中的組成成分含有硅酸二鈣。

4 問題與展望

4.1 機械力化學的理論

機械力化學所運用的理論知識所跨的領域特別廣, 比如說表面化學、應用化學、固體力學、礦物加工和粉體科學等等, 在這方面的探索, 我們國家的主要注重于其結構變化還有相關的實際投入運用, 由于這門學科是最近幾年才開啟的, 所以很多的理論知識都沒有做一個完整的整理, 故對許多的事情也不能夠詳細的解釋清楚, 如機械力化學的表征、機械力化學是由機械沖擊造成的又或是由研磨造成的, 這都不能完全確定, 還需要再次進行研究與探討。

4.2 關于機械力化學的設備

機械力化學時所處在的環境是高速研磨、沖擊的情況下的, 因此, 這就會需要研磨筒體還有其介質的耐磨性能一定要非常高;如今運用最多的相關裝置就是行星磨、振動磨、攪拌磨等磨機, 他們的優點都是沖擊比較大而且研磨效果優異, 但是由于現在科技的發展猛迅, 故現在迫切需要研發出更先進的儀器設備還有耐磨材料, 來為研究機械力化學提供良好的條件。

4.3 機械力化學應用研究

現在, 機械理化學所運用的領域越來越廣, 雖然國家對機械力化學的研究力度逐漸增強, 但是所取得的成效并不大, 對于它的探索, 仍需要繼續, 盡量做到能夠運用到更多行業當中, 比如機械力化學在水泥和混凝土制備當中的運用;如何使用機械力化學, 達到可以熱化學反應;利用機械力效應增強材料的性能等。

5 結語

當前, 無機材料機械力化學在實際當中的投入應用相比于之前已經取得了巨大的進步, 比如說在機械合金、礦物加工 (尤其是其中提取可利用物質) 、材料合成與制備、納米粉體制備等的運用。

摘要：隨著科學技術的進步, 我們國家在化學方面研究與探索也逐漸重視起來, 當中對于機械力化學的探索所獲得的成果也是相當大的。所以這篇文章主要就關于機械力化學在對粉體和一些硅酸鹽材料還有在特種陶瓷中的運用展開討論, 并做一個簡單的介紹。

關鍵詞：機械力化學,無機材料,機械活性,超細粉碎

參考文獻

[1] 許紅婭, 王芬, 解宇星.機械力化學法合成無機材料的研究進展[J].化工新型材料, 2009, 37 (06) :7-8+27.

[2] 榮華偉, 方瑩.機械力化學研究進展[J].廣東化工, 2006 (10) :33-36.

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無機建筑保溫材料范文第3篇

1 實驗課程教學現狀分析

我校無機非金屬材料工程專業《無機材料化學實驗》課程已經開設了四年, 其結合學校實踐教學經驗和本專業特色, 汲取外校實驗教學成果, 該課程建設發展很快。但是, 由于專業基礎比較薄弱, 教學資源有限, 該實驗課程目前還存在一些問題, 亟待進行深入的教學改革和實踐。

1.1 實驗課時數少, 教學內容陳舊

本專業無機材料化學實驗教學大綱共設置實驗項目14個, 其中必開實驗8個 (28課時) , 選開實驗6個 (32課時) ;10個實驗以驗證為主, 2個基本實驗, 1個綜合性實驗, 1個設計實驗?，F行本科培養計劃中本實驗課課時數為30學時, 由于課時很少, 故只開設8個必開實驗。必開實驗中有2個基本實驗, 其余為驗證性實驗, 導致部分學生誤認為實驗教學的作用只限于驗證化學知識和理論, 不注重創新精神和實踐能力的培養。雖然實驗教學內容適當進行了逐年級更新, 但總的來說教學內容陳舊, 難以很好的結合專業特色, 靈活運用無機材料化學理論知識, 培養實踐創新能力。

1.2 分組人數多, 儀器設備數量有限

課程教學安排總學時少, 學生分批人數過多, 兩名實驗教學人員需要同時指導30~45名學生實驗;同時, 實驗儀器設備數量受限, 2~3名同學共同操作一套設備, 導致學生缺乏主觀能動性, 不能充分培養他們的獨立操作能力和探索求知精神, 教學效果不佳。

1.3 實驗教學研究不足

無機材料化學實驗教學擁有6名實驗教學人員, 但是由于高校教師教學科研工作量繁重和職稱評定的周期性, 使教師的主要精力集中在理論教學、實驗中心分析測試工作和各自的科學研究工作, 缺乏對實驗教學內容和教學方法的深入研究和改革, 使實驗教學質量得不到提高;另外, 實驗理論課主講教師和實驗教學人員之間的分離, 使實驗教學與理論教學內容的統一和貫通得不到很好的落實, 使學生的實驗水平不高, 實踐動手能力和實驗創新能力受到大大限制。同時, 實驗內容不完善, 需要加快反應本校無機非金屬材料專業特點的立體化實驗教材建設步伐;需要加強對青年教師的培養, 促進教學水平的整體提高。

1.4 實驗室缺乏環保和安全措施

實驗室缺乏環保意識和安全措施, 學生對于實驗過程中產生的廢水、廢氣和有毒廢物隨意丟棄。實驗室除通風櫥外尚沒有配備合適的排放系統, 難以保證檢測工作質量和工作人員健康不受影響或損害。實驗室缺少緊急處理意外傷害的急救藥箱, 沒有應對緊急情況的條件。

1.5 教學及考核方式單一

現行的實驗教學主要采用傳統的口頭講解和操作演示的方式, 教學手段單一?？己朔绞绞且运袑嶒灡亻_項目結束后的一次綜合設計性實驗操作考試占60%, 平時成績占40%, 包括平時實驗操作和完成實驗報告情況各占20%。由于所有上述過程皆同時由2~3名學生協作完成, 故很難反映個體的真實水平;實驗結果的準確性對考核結果影響很大而實驗過程容易被忽視;加上考核工作的主觀性強, 每個實驗教學人員的衡量標準存在差異, 導致考核上的失真。

由此可見, 《無機材料化學實驗》課程亟待進行深入的教學改革和實踐探索, 才能更好的發揮課程設置的意義, 培養出綜合水平高, 創新能力強的材料類專門人才。

2 構建《無機材料化學實驗》教學新體系的舉措

為了探索一條《無機材料化學實驗》課程實踐教學的新途徑, 提高實驗教學水平, 達到“理論基礎扎實、知識面廣泛、創新意識和創新能力強、綜合素質高”的培養質量;充分發揮學校辦學特色、學科特色和優勢, 有效利用教學資源和教師資源, 深化專業意識;進一步緊密結合材料學科和化學學科培養出具有較深化學理論根底的無機非金屬材料工程專門人才, 教學革新勢在必行。

2.1 整合實驗教學內容, 擴大實驗項目選題

更新實驗教學大綱, 應避免實驗內容多為驗證性實驗, 需開設綜合性實驗和設計研究型實驗。應緊跟新型能源、交通和建筑材料發展的前沿, 注重發揮學科特色和優勢, 鼓勵科研一線的中青年教師將自己的科研成果轉化為實驗教學的選題, 不斷擴大試驗項目選題所涵蓋的范圍, 深化專業意識, 并為學生進行畢業論文的選題打下一定基礎。學生可自行設計實驗方案, 預約實驗。實驗教學人員應當不斷思考改進實驗方案, 更新實驗教學內容, 提高實驗教學水平。

2.2 引入先進的分析測試儀器, 強化學生動手能力

隨著科學技術的快速發展, 現代無機材料分析測試手段日益先進。實驗課程應結合本實驗中心儀器設備情況, 引入部分儀器分析實驗內容。如可以充分利用本專業實踐教學中心僅用于科研工作的硅酸鹽成分快速分析儀、掃描探針顯微鏡、電池測試系統、電化學工作站、離心式瀝青抽提儀和建筑涂料耐洗刷儀等儀器, 補充開設有我校無機非金屬材料工程專業跨新型能源、交通和建筑材料行業特色的實驗內容。

針對學生分組人員多的現狀, 實驗教學人員可進一步優化實驗設計, 精簡實驗準備過程中的繁瑣環節, 提高實驗效率, 增加分組數, 增加學生獨立思考和動力操作的機會, 進一步強化學生的實驗動手能力。鼓勵低年級學生在課余時間進入實驗室自行驗證理論知識和設計實驗內容;并可建立研究生助教工程, 充分發揮研究生專業綜合能力較強的有利資源, 有利于本科學生提前了解本專業科學研究的前沿發展動態。

2.3 建設一支高素質的實驗教學隊伍

實驗教學中以教師為主導, 教學人員重任在肩。學生從教師身上學到的不僅僅是科學知識, 而且還需要學到追求科學真理的孜孜不倦的精神。因此, 需要建設一支學歷、職稱、年齡結構上合理的、具有一定人數和較高業務水平和素質的完整的實驗教學梯隊。實驗教學人員應不斷進行自我學習和提高, 實驗教學團隊在每一次實驗項目之前應組織集體討論, 并由經驗豐富的老教師示范講課, 整合教學資源, 豐富課程教學, 不斷增長實驗教學經驗, 建設一支高學術水平和高敬業精神的教學團隊;積極調動學生的課堂熱情和創新意識, 使實踐教學從傳統的“以教師為主”轉變為“以學生為主體、以教師為主導”的教學模式。

2.4 開設綠色實驗, 培養環保節約意識

高等學校實驗室廢棄物排放問題是環境保護工作的一個重要環節。實驗教學過程始終將綠色環保和人身安全意識放在首要位置開設綠色實驗, 減少環境污染, 培養節約意識實行綠色化學教育。同時, 不斷完善實驗教學人員的崗位職責, 制定實驗室的各項規章制度、耗材管理辦法、儀器的操作規程和養護制度, 使實驗教學人員和學生有章可循。實驗室應配備緊急處理意外傷害的急救藥箱:如消毒液、清洗液、洗眼杯、燙傷膏、包扎用品等, 放于固定位置, 便于使用, 并定期更新。

2.5 完善實驗教學考核方式, 激發學習興趣和創新意識

采用多種教學方法, 完善實驗教學考核方式, 將課堂討論情況、科學實驗研究態度、獨立動手操作技巧 (40%) 和期末綜合性或設計性實驗考試 (20%) 與實驗報告 (40%) , 預報和結報) 完成情況結合, 綜合考慮學生實驗課程成績調動學生的學習興趣和積極性, 激發學生的創新意識, 真正提高學生的實驗研究能力, 達到實驗教學目的, 提高教學效果。

3 結語

無機材料化學是材料科學的重要分支之一, 也是一門蓬勃發展的交叉型應用基礎學科。從教學實踐出發, 結合我校辦學特色, 不斷完善無機材料化學實驗課程教學體系, 增強材料類專業本科生的工程實踐創新能力, 培養優秀的應用型高級專門人才, 必將對21世紀新材料的發展具有深遠的意義。

摘要：《無機材料化學實驗》是無機非金屬材料工程專業重要的基礎實驗教學課程之一, 對提高學生在無機非金屬材料工程實踐中運用化學知識發現、分析和解決問題的能力、培養實踐創新精神起著至關重要的作用。本文從實際出發, 分析了實驗課程教學現狀, 提出了構建課程教學新體系的革新舉措。根據專業特色, 整合教學內容, 強化學生動手能力, 激發科學創新精神, 進行綠色化學教育, 不斷提高教學效果。

關鍵詞：無機材料化學實驗,教學改革,實驗教學

參考文獻

[1] 關路貴, 劉淑萍, 尹云.高等學校實驗室環保安全工作探討[J].實驗技術與管理, 2006, 23 (9) :130～133.

無機建筑保溫材料范文第4篇

本文以二灰碎石穩定碎石穩定材料為例, 介紹配合比的組成設計過程。設計道路等級:二級公路 (重交通, 7d齡期無側限抗壓強度標準Rd≥0.8MPa) 。設計步驟: (1) 選擇級配范圍 (2) 確定結合料類型及摻配比例 (3) 驗證混合料的相關設計和施工規范要求

1.1配合比設計依據

(1) JTJ F20-2015《公路路面基層施工技術細則》 (2) 設計要求

1.2原材料來源

(1) 該工程生石灰產自茅村, 檢測結果為;

有效氧化鈣加氧化鎂含量 (%) :80.21;未消化殘渣含量 (%) :2.1;氧化鎂含量 (%) :9.08。

(2) 粉煤灰產自茅村電廠, 檢測結果為:

Si O2、Al2O3和Fe2O3總含量 (%) :80.2;燒失量 (%) :5.64;比表面積:3940;0.3mm篩孔通過率 (%) :100.00;0.075mm篩孔通過率 (%) :96.08。

(3) 粗、細集料產自茅村, 碎石A (10~30mm) 、碎石B (10~15mm) 、碎石C (5~10mm) 及石屑D (0~5mm) 。試驗結果詳見下表1。

1.3配合比設計過程

(1) 集料配合比設計計算

根據各集料的篩分結果, 利用計算機電子表格試配法, 擬合出各種集料最接近級配要求的摻配比例。級配曲線圖見圖1, 級配篩分及計算見表2。

按照設計依據及結合本地經驗, 選擇技術經濟合理的集料配合比進行混合料的合成級配:碎石A:碎石B:碎石C:石屑D=38:28:12:22 (質量比) 。

(2) 擊實試驗和強度試驗

二灰碎石穩定材料分別按照不同的摻配比例 (見表6) 進行重型擊實試驗, 按集料比例稱量各種原材用量, 按占試料4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%的含水率計算需加水量, 確定其最大干密度和最佳含水量, 根據相應配比的擊實試驗結果, 按照壓實度97%的設計值進行靜力壓實法制作φ150mm×150mm的圓柱體標準無側限抗壓強度試件, 養護7d后試驗結果見表3。

(3) 設計結論

根據試驗結果, 推薦水石灰:粉煤灰:碎石=6:12:82 (質量比) , 集料比例為碎石A:碎石B:碎石C:石屑D=38:28:12:22 (質量比) , 最大干密度2060g/cm3, 最佳含水量6.9%。

摘要：無機結合料材料 (水泥、石灰、粉煤灰等) 路面基層具有強度高、穩定性好、抗凍性強、造價低廉的特點。設計無機結合料穩定材料的組成時, 應確保原材料以及混合料的力學性能及路用性能滿足設計和施工要求。

關鍵詞：無機結合料,配合比,組成設計

參考文獻

無機建筑保溫材料范文第5篇

1 太陽能蓄熱材料簡介

按蓄熱方式劃分, 蓄熱材料一般可分為:顯熱型、潛熱型和化學反應型3大類[3]。顯熱式蓄熱材料具有性能穩定、價格便宜等優點, 但其蓄能密度低, 蓄熱裝置體積龐大;潛熱式蓄熱材料雖然存在著高溫腐蝕、價格較高等問題, 但其蓄熱密度高, 蓄熱裝置結構緊湊, 而且吸熱—放熱過程近似等溫, 易于運行控制和管理[4]?；瘜W反應型蓄熱材料是利用可逆化學反應通過熱能和化學能的轉換進行蓄熱的, 能量密度高, 但技術復雜, 投資高, 目前尚處于實驗研究階段。

在這3大類蓄熱材料中, 潛熱型最具有發展前途, 也是目前應用最多和最重要的蓄熱方式[5]。其原理是利用蓄熱材料在發生相變時吸熱或放熱的現象, 用來進行熱能儲存和溫度控制。高溫相變蓄熱材料主要包括單純鹽, 金屬與合金, 堿, 混合鹽, 氧化物五類[6]。但高溫腐蝕問題制約了它的快速發展。

2 多孔陶瓷基復合相變蓄熱材料的原理

理想蓄熱材料應符合以下幾個條件[7]。

(1) 相變溫度要和循環的最高溫度相適應, 一般高出30℃～50℃, 以保證介質在進入工作機前有一個基本穩定且滿足要求的進口溫度。 (2) 有較大的相變潛熱和密度, 以減少PCM的質量和體積, 同時也可減少結構件質量。 (3) 較小的相變時的密度變化及液體的體積膨脹率, 較高的熱導率和液相比熱。這些參數將影響PCM容器的最高溫度、溫度梯度、熱應力、吸熱器的尺寸和質量等。 (4) 長期穩定性, 低蒸汽壓以及和容器材料的相容性等。

多孔陶瓷是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等優質原料為主料, 經過成型和特殊高溫燒結工藝制備的一種具有開孔孔徑、高開口氣孔率的一種多孔性陶瓷材料, 具有比表面積大、耐高溫、耐腐蝕等優良特性。

無機鹽/陶瓷基復合儲能材料 (Salt/ceramic-CESM) 的概念是20世紀80年代末提出的, 已經成為高溫儲能材料的研究方向之一[8]。這類材料主要由兩部分組成[9]:一是工作物質 (相變材料PCM) , 一般選擇潛熱大、蒸氣壓低的堿金屬和堿土金屬的碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽及它們的混合物, 利用它們的相變潛熱進行蓄熱和放熱;二是基質 (載體) , 能保持材料的不流動性和可加工性, 在無機鹽 (工作物質) 發生相變前后, 其性能穩定且保持整體材料原有的形狀, 可供選擇的載體主要有MgO、Al2O3、SiC、SiO2等陶瓷類材料。

這種材料既利用了無機鹽蓄熱材料儲能密度大以及陶瓷顯然蓄熱穩定的優點, 又分別克服了二者腐蝕嚴重和儲能密度低的缺點, 具有快速放熱和快速吸熱、吸熱量大、直接換熱、保持固定形狀等特性, 具有巨大的應用價值。

3 研究進展

無機鹽/陶瓷基復合相變儲能材料的研究從概念產生到現在, 已經取得了明顯的進展。目前, 國內外研究比較多的材料有Na2SO4/SiO2、Na2CO3-BaCO3/MgO和NaNO3/MgO等[8], 其典型熱物理性能見表1。

張興雪, 王華等[10], 采用粉末燒結工藝將相變材料Na2CO3和基體材料MgO進行復合, 制成一種新型高溫復合相變蓄熱材料。通過XRD和TGDTA分析, 結果表明:由Na2CO3/MgO構成的復合相變蓄熱材料具有良好的化學相容性, 在845℃時出現吸熱峰, 制備成的蓄熱材料具有蓄熱密度高的特點, 能夠實現高溫蓄熱。

吳劍鋒等[11], 利用熔融浸滲工藝將相變材料NaCl與SiC泡沫陶瓷復合, 成功制備了一種高溫復合相變蓄熱材料, 對樣品進行了XRD、SEM、TG-DTA測試分析后發現:SiC與NaCl具有良好的化學相容性, 且具有較高的蓄熱密度, 可以很好的實現高溫蓄熱。

王永軍與王勝林[12], 采用粉末燒結工藝制備復合相變蓄熱材料Na2SO4/MgO, 并對制備過程工藝參數進行初步研究;通過化學熱力學分析、SEM-EDS、TG-DTA檢測后發現, 這種新型復合材料兼備了固相顯熱蓄熱材料和相變蓄熱材料兩者的長處, 具備了快速蓄熱、快速放熱及蓄熱密度高的性能。

4 需要解決的問題

總體來說, 目前無機鹽/多孔陶瓷基復合相變蓄熱材料還處于初步研究階段, 相關論文與報道還不是很多。目前存在的問題主要體現在研究廣度與制備工藝上。

在研究廣度上, 目前仍主要集中在上述的幾種復合形式, 沒有大量的新的復合方式的研究報道。且對同種形式不同配比的研究也還不夠深入, 基本上只是研究了其中幾個配比。

目前無機鹽/陶瓷基復合儲能材料的制備方法主要有兩種:混合燒結法和熔融浸滲法[13]。這兩種方法仍存在著許多有待改進之處。對于前者, 燒結溫度與無機鹽在復合材料中的含量存在矛盾, 復合材料的致密性和機械強度偏低, 鹽類大多數具有較強的吸濕性易出現冒霜現象, 復合材料相對密度偏低而傳熱性能降低, 燒結過程中存在, 機理尚待研究的液相燒結[14]。對于后者, 關鍵在于多微孔結構陶瓷的制備和無機鹽熔融滲人陶瓷體工藝的實現[13], 此種工藝未見有詳細工藝流程的報道, 應該還處于開始階段, 還需要相當一段時間才可能達到技術成熟的程度。

5 前景展望

無機鹽/多孔陶瓷基復合相變蓄熱材料, 充分利用了無機鹽潛熱蓄熱和陶瓷顯熱蓄熱的優點, 又克服了二者的不足, 在提高太陽能熱發電效率方面具有重要的作用。隨著研究范圍的不斷擴大, 將會發現更多的符合要求的材料組合形式;隨著深度的拓展, 將對已有和新發現的復合材料有更深入的了解, 找到各種情況下最合適的配比, 提高能源利用率。同時, 隨著制備工藝的進步, 目前存在的一些問題也將逐步得到解決, 無疑將進一步提高材料的性能。

相信在不遠的未來, 無機鹽/多孔陶瓷基復合相變蓄熱材料在太陽能熱利用中將發揮巨大的作用, 使人類更加高效的利用太陽能, 在解決目前的能源危機中扮演重要角色。

摘要：對太陽能蓄熱材料進行了簡要介紹, 重點介紹了無機鹽/多孔陶瓷基高溫相變蓄熱材料組成和工作原理以及目前相關工作的研究進展, 指出了現階段存在的問題, 并對未來的發展與前景進行了展望。

關鍵詞：無機鹽/多孔陶瓷基,高溫相變蓄熱,太陽能

參考文獻

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[10] 張興雪, 王華, 等.一種新型高溫復合相變蓄熱材料的制備[J].昆明理工大學學報, 2006, 10.

[11] 吳建峰, 李劍, 等.NaCl/SiC泡沫陶瓷高溫復合相變蓄熱材料[J].武漢理工大學學報, 2009, 9.

[12] 王永軍, 王勝林.Na2SO4/MgO復合相變蓄熱材料的制備及性能研究[J].冶金能源, 2011, 5.

[13] 黃金, 張仁元.無機鹽/陶瓷基復合相變蓄熱材料的研究[J].材料導報, 2005, 8.

無機建筑保溫材料范文第6篇

1 堿性條件下有機-無機雜化微孔分子篩材料的合成研究

能否完全地去除有機模板劑,直接決定了能否成功地合成有機-無機雜化微孔材料。本文以幾種不需要有機模板劑的材料如A沸石、Y沸石和絲光沸石為例,采用1,4-二(三乙氧基硅基)苯和一定比例的無機硅作為混合硅源,研究了有機-無機雜化微孔沸石類分子篩的合成。

1.1 實驗材料

濃度為百分之三十六點四的鹽酸、硅溶膠、正硅酸乙酯、乙烯基三乙氧基硅烷、偏鋁酸鈉、去離子水、1,4-二(三乙氧基硅基)苯。

1.2 A沸石的合成研究

將硅源以1:1的比例混合,先在混合硅源中加入一半的氫氧化鈉創造堿性條件,然后將溶液放置在室溫條件下水解七天左右,按照傳統的A沸石配比加入其它材料,在70攝氏度左右持續攪拌,直到溶液呈膠狀,將攪拌后的溶液裝入不銹鋼高壓釜中,令其晶化,如果長時間不發生晶化,嘗試提高反應溫度,反應停止后,對產物進行過濾,對過濾得到的固體產物進行去離子水洗滌,在100到120攝氏度的干燥環境下放置12小時。

1.3 Y沸石的合成研究

和上述合成步驟相似,采用不同比例的混合硅源,利用傳統的Y沸石配比進行投料,由于Y沸石的成膠堿度比A沸石的低,因此要一次性加入所有的材料,在室溫下攪拌七天左右,在有機硅充分水解之后,對產物加熱至膠狀,將產物裝入高壓釜中,令其晶化,在材料停止晶化后,對產物進行過濾,并對過濾后的固體產物進行去離子水洗滌,在100到120攝氏度的干燥環境下放置12小時。

1.4 絲光沸石的合成研究

在絲光沸石的合成中,同樣需要一次性投入所有的材料,將不同比例的無機硅和有機硅混合作為硅源,在水解的過程中利用超聲波對反應容器進行震蕩,以便于產物的進一步水解。三天后對產物進行加熱,去除其中的水份,將剩余產物裝入高壓釜,在140到170攝氏度的溫度下進行晶化反應,晶化停止后對產物進行過濾,利用去離子水洗滌過濾產物,在100到120攝氏度的干燥環境下放置12小時。

2 近中性條件下有機-無機雜化微孔磷酸硅鋁分子篩的合成研究

2.1 雜化分子篩-Ph-SAPO-5的合成研究

向容量為100毫升的燒杯中加入適量的去離子水、BETB和三乙胺,注意三乙胺的用量為總量的一半,攪拌一段時間后,對溶液進行超聲波震蕩處理,從而加快有機硅的水解,然后將反應物置于室溫條件下攪拌12小時,加熱除去乙醇,將數量確定的擬薄水鋁石加入稀釋完成的磷酸水溶液中,在此過程中要持續對溶液進行攪拌,兩到三小時后與水解好的硅源混合,繼續攪拌兩個小時左右,加入剩下的TEA,在60攝氏度的溫度下攪拌至膠狀,將產物裝入到高壓釜中,在150到180攝氏度的溫度下進行晶化反應36到96個小時,反應完成后對產物進行過濾處理,并用去離子水洗滌,在100到120攝氏度的環境下進行干燥處理,即可得到分子篩材料。

2.2 雜化分子篩-Ph-SAPO-11的合成研究

和SAPO-11的合成方法基本相同,只是將模板劑更換為了二正丙胺,晶化溫度改為了180攝氏度。

3 新型有機-無機雜化微孔分子篩合成材料的表征分析

本文以-Ph-SAPO-5和-Ph-SAPO-11為例,對新型有機-無機雜化微孔分子篩的表征進行了分析。

3.1 XRD和TEM表征

筆者對這兩種材料進行粉末XRD表征之后,發現了這兩種材料和同類的無機材料相比,具有相同的衍射峰,這表明兩種材料均為晶化完全的純相。而對兩種材料進行TEM表征之后,發現兩種材料的組成成分均為不規則的晶體顆粒,材料呈絮狀。由此我們可以得出結論,這兩種材料為AFI和AEL結構的晶體,無定形雜項的含量極少。

3.2 TGA和XRF表征

在對兩種材料進行熱處理之后,發現兩種材料的初步失重量在百分之五左右,溫度達到1100攝氏度時,-Ph-SAPO-5失重量為百分之二十四,-Ph-SAPO-11失重量為百分之十七,而其他無機材料的失重量則在百分之十三左右,很明顯可以看出,雜化材料的失重量較多。而在成分分析中,筆者發現兩種材料的硅含量都很高,并且已經超出了反應前的硅含量,這可能是由于在萃取模板劑的過程中,丟失了部分磷鋁所造成的。

4 結語

本文對有機-無機雜化微孔分子篩合成材料進行了深入的分析,并對這種材料的合成方式以及表征進行了詳細的研究,嘗試了堿性環境下雜化沸石的合成以及中性環境下SAPO分子篩的合成,筆者會在今后的研究中進一步對SAPO材料的合成進行優化和改進。

摘要：作為一種新型的雜化材料,有機-無機雜化微孔分子篩材料可以很好地將有機功能團引入到無機分子篩中,并且擁有極高的水熱穩定性和化學修飾性,因此引起了科學家的廣泛關注。本文對新型有機-無機雜化微孔分子篩材料的合成與表征進行了深入的分析,希望能對微分子篩材料的進一步發展起到一定的促進作用。

關鍵詞：新型有機-無機雜化微孔分子篩材料,合成,表征,分析

參考文獻

[1] 蔣紹階,李曉恩,馮欣蕊等.有機-無機雜化高分子絮凝劑PAC-PDMDAAC的合成與表征[J].高分子學報,2014,(4):466-472.