近年來，關于納米技術在耐火材料中應用的研究越來越多，主要是在耐火材料中引入納米粉體、引入溶膠和引入納米材料的前驅物來改善顯微結構、提高材料性能，取得了較好的效果。因此，將納米技術在耐火材料中加以應用，有助于實現(xiàn)高性能化，對開發(fā)新型高性能納米復合耐火材料具有重要意義。本文基于作者有限的知識和認識，試介紹和討論納米技術在不定形耐火材料、氧化物制品和含碳耐火材料中的應用以實現(xiàn)高性能化以及納米技術在耐火材料中應用面臨的問題及對策，期望能為耐火材料界同仁提供一些有實用價值的參考依據(jù)。
納米技術在不定形耐火材料中的應用
納米技術在不定形耐火材料中的應用主要體現(xiàn)在澆注料中，引入的方式主要有外加納米粉、以溶膠為結合劑和引入前驅物后原位形成納米結構。利用納米粉自身特性、分布和表面、界面效應來達到提高結合性、減少加水量、降低有害組分、增加反應活性、提高某些性能的目的。
納米粉可促進澆注料燒結，改善顯微結構和某些性能。但由于價格昂貴，其在不定形耐火材料中應用時的性價比值得考慮，因此應尋找廉價的納米源，提高性價比。
鋁、硅等溶膠與對應的氧化物納米粉相比，價格要低得多，將其作為結合劑取代水泥等傳統(tǒng)結合劑，將降低雜質組分，提高材料性能，目前在此方面的研究成為新熱點。有很多專家學者系統(tǒng)研究了溶膠對剛玉基澆注料性能的影響。結果表明，在剛玉基澆注料中引入硅溶膠可明顯提高澆注料在800~1200℃下的熱態(tài)強度、抗熱震性和抗侵蝕性。鋁、硅溶膠作為結合劑取代水泥在剛玉-尖晶石澆注料和Al2O3-SiC-C澆注料中應用時，納米顆?？纱龠M燒結，結構較致密，氣孔微細化，抗侵蝕性優(yōu)良;且硅溶膠與Al2O3反應生成莫來石，進而明顯提高澆注料的高溫強度和抗熱震性。在澆注料中加入溶膠-凝膠法得到的納米尖晶石，在相同實驗條件下，其流動性比加氧化鎂細粉和加共沉淀法制得的微米級尖晶石高出80%，同時具有優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性和抗渣性。
研究結果可知，在澆注料中引入溶膠作結合劑，可明顯提高性能并降低澆注料中有害成分的含量，且溶膠相對價格低，因此可作為工業(yè)化大規(guī)模應用的納米源物料。
另一種較經(jīng)濟地引入納米相的方法是加入納米前驅物，使其受熱分解后生成原位納米相。有研究者將納米碳酸鈣引入到剛玉-尖晶石澆注料中，高溫下納米碳酸鈣分解，原位生成鋁酸鈣系礦物，能明顯提高澆注料在800~1400℃的熱態(tài)抗折強度和抗熱震性能，對澆注料抗高堿度渣性能的影響較小，但明顯降低了抗低堿度渣的侵蝕性和滲透性。其原理在于800℃燒后納米CaCO3分解成CaO，并與Al2O3反應生成無定形鋁酸鈣，產(chǎn)生原位結合;隨溫度升高，鋁酸鈣逐漸和更多地與Al2O3反應，直到1600℃后完全生成板狀CA6，并均勻分布在澆注料中。
