所属领域

新材料

技术成熟度

产业化

应用行业

合作方式

技术咨询、投资融资

成果概况

高温材料轻质化常用手段是通过造孔剂或发泡等工艺在材料中产生大量的微气孔，从而达到降低热导率、减小热容的目的。气孔结构，即气孔尺寸、分布、状态会对材料性能产生极大的影响。采用单一的造孔工艺，产生的气孔尺寸分布较为集中，而且气孔率较高时会形成大量连通气孔，一方面减弱了隔热效果，另一方面会显著减小材料内部晶粒间的接触面，从而导致材料强度和抗高温蠕变性能降低。 超孔构材料（Super Porous Structure Material，SPS   材料）综合了多种途径（机械造孔、发泡、烧失、堆积），在材料中引入各种尺寸级别的气孔（宏观孔、微观孔、纳米孔），并使孔的状态呈现不同层次（定向孔、梯度孔、组合孔）。通过不同孔结构间的协同作用，突破了现有多孔高温材料性能的局限，使材料在具有高气孔率的同时，还保持了良好的抗高温蠕变性能。

关键技术

SPS 材料制备技术已申请中国及国际专利。该材料主要技术优势如下：  

（1）优良的耐高温特性，最高工作温度可达   1750℃；  

（2）轻质低热容，比重仅为现有刚玉质耐火材料的   1/4，体积热容为其 1/5；

（3）超低热导率，优于现有各类轻质绝热砖，为刚玉质耐火材料的   1/10；  

（4）突出的抗高温蠕变性，性能优于国际领先水平的日本企业同类产品；  

（5）优异的抗热震稳定性，可承受反复冷热循环造成的严酷热冲击工况；  

（6）灵活便捷的可加工性，可如木材般加工组装，大幅降低施工成本。

应用领域和市场前景

应用SPS 材料，进行窑炉结构件及窑具制品的开发。对比实验中，采用SPS材料板材及标准砖为炉膛制造的实验电炉，与以氧化铝空心球材料为炉膛制造的同样尺寸电炉相比，经过在1600℃下10次的烧成循环后，对比炉炉顶已出现贯穿裂纹，而实验炉炉顶仍未发现有裂纹、蠕变。目前各类 SPS 材料制品现已在多家陶瓷及耐火材料企业的多种形式的窑炉中得到应用，表现出优良的使用性能以及突出的节能效果。