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引言
近些年來，納米科技發(fā)展突飛猛進(jìn)，發(fā)展勢頭非常強(qiáng)勁，經(jīng)濟(jì)在這種技術(shù)的帶動下得到發(fā)展。耐火材料是新興學(xué)科，它帶動了一個(gè)行業(yè)的發(fā)展，貢獻(xiàn)很大，作為材料學(xué)科的特殊分支，它會因高溫技術(shù)進(jìn)步而發(fā)展。納米粉體制備很難，它需要的溫度以及適度很難掌握，但納米粉體的制備方法很多。傳統(tǒng)的機(jī)械粉磨法很傳統(tǒng)，這種技術(shù)很難獲得納米粉體，主要原因是粉體團(tuán)聚嚴(yán)重，且顆粒分布很散且不均勻，飄浮在空氣中，目前制備納米粉體材料主要采用合成法。工業(yè)化不斷進(jìn)行，采用合適的方法，對于納米粉體制作也變得容易起來。對于液相合成法，首先制得含溶劑納米材料前驅(qū)體，必須配合適當(dāng)?shù)母稍锓椒ǎ拍塬@得理想的納米粉體。
現(xiàn) 狀
根據(jù)英國工業(yè)礦產(chǎn)雜志2017年能源展望顯示，石油生產(chǎn)商BP預(yù)測煤炭消耗量在2020年會迎來峰值。石油和天然氣，再加上煤炭預(yù)計(jì)還是未來的主要能源來源，預(yù)計(jì)到2035年會占總能源供應(yīng)量的75%，這將大大低于2016年的86%。
同時(shí)，可再生能源預(yù)計(jì)將成為同期增長最快的燃料來源，年復(fù)合增長率為7.6%。彭博社收集的數(shù)據(jù)表明，太陽能和風(fēng)能是未來主要供應(yīng)電力的設(shè)施，預(yù)計(jì)到2040年，50%的電力都是來自太陽能和風(fēng)能。
納米材料的性能
耐火材料測試范圍包括各種耐火材料，致密形狀耐火制品，異形耐火制品，不定形耐火材料，耐火材料，耐火纖維和隔熱制品。主要原因是材料大小的變化，若直徑減少，則表面原子數(shù)量下降。再例如，粒子直徑范圍為大，大約為10納米和5納米時(shí)，表面積分別為90米2/克和180米2/克。由于空中氧含量特別豐富，再加上陽光好。無機(jī)納米粒子的特性很多，易吸附性是其最顯著的特點(diǎn)。小尺寸效應(yīng)的尺寸與波長有一定的比例，傳導(dǎo)電子的速度很快，并且德布羅意波長及超導(dǎo)態(tài)的相干長度、寬度、深度、廣度。這些波長物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，它的邊界容易遭到破壞，在一些性能上，可以利用聲、光、電、磁，熱力學(xué)等性能呈現(xiàn)出"新奇"的現(xiàn)象，進(jìn)行把太陽能轉(zhuǎn)化成熱量。利用這些特性，在納米材料的廣泛應(yīng)用下，我們可以高效率地將太陽能跟熱能互相轉(zhuǎn)變，此外還有很多元件特點(diǎn)，性能優(yōu)異，價(jià)格適中，具有隱身性能等等。量子尺寸效應(yīng)通常指，當(dāng)粒子的大小達(dá)到納米量級時(shí)，由連續(xù)性態(tài)逐漸裂解成分立能級能。當(dāng)能級間距范圍很大時(shí)，如果大小大于熱能、靜磁能、光子能或超導(dǎo)態(tài)的范圍時(shí)，會出現(xiàn)一些效應(yīng)，這些效應(yīng)就是納米材料的量子效應(yīng)，這些性能的變化可以導(dǎo)致超導(dǎo)電性能上的各種變化特點(diǎn)。納米粒子的磁化強(qiáng)度也有差別性，等這些差別性在一定宏觀上隨著這些強(qiáng)度的變化而變化，這種宏觀量子效應(yīng)就是對納米技術(shù)的特指。
納米材料的制備方法
電弧放電法，這種方法比較原始，他可以制備納米碳管，這種技術(shù)很穩(wěn)定，也容易制取，這種技術(shù)在制備其它一維納米材料上有一定的貢獻(xiàn)?；瘜W(xué)氣相沉積法，這種方法在實(shí)際中運(yùn)用很廣，包括化學(xué)反應(yīng)和凝結(jié)過程等反應(yīng)過程，生產(chǎn)特定產(chǎn)物的方法。激光濺射法，這種方法在物理和化學(xué)方面應(yīng)用很多，這種方法的運(yùn)用涉及到生活的各個(gè)方面，也是目前常規(guī)使用中制作一維納米材料的重要方法之一。激光濺射法的組成成分很多，涉及的應(yīng)用范圍很廣，這些范圍通常包括激光源、聚光鏡、目標(biāo)靶、管式爐、冷卻環(huán)、真空泵和氣流閥等方面。液相合成法，液相合成法又稱濕化學(xué)法，它是一種物理方法，也是制備一維納米材料的方式之一，在物理上包括水熱法、溶劑熱法和微乳液法等方法。
耐火材料的機(jī)理
耐火材料的機(jī)理涉及以些非常復(fù)雜的因素密切相關(guān)，比如耐火材料的化學(xué)成分，礦物結(jié)構(gòu)和煉鋼過程，因此幾乎不可能在理論上我們完全弄清楚。幾十年來，人們一直在探索，科技的發(fā)展以及社會的巨大進(jìn)步，許多新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對煉鋼熔體和耐火材料之間的高溫物理化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了大量研究總結(jié)，但今天可以得出的結(jié)論仍然是宏觀的。耐火材料其微觀成分主要成分為CaO，SiO?，F(xiàn)eO等。當(dāng)爐渣堿度低時(shí)，以CaO和MgO為主要成分的襯砌耐火材料嚴(yán)重腐蝕，使用壽命降低;相反，當(dāng)爐渣堿度高時(shí)，爐渣的侵蝕相對較小，爐渣壽命相對增加。這導(dǎo)致了煉鋼工藝中的造渣技術(shù)和使用輕燒白云石進(jìn)行造渣的改變。因此，襯里的使用壽命大大提高。當(dāng)爐渣中含有氟離子，金屬錳離子等，或爐溫升至1700℃以上時(shí)，溶液粘度急劇下降，爐襯破壞率增加，使用壽命大大減少。因此，轉(zhuǎn)爐鋼水溫度過高，襯里壽命會相應(yīng)減少。滲入耐火材料中的溶液成分包括：爐渣中的CaO，SiO?，F(xiàn)eO;Fe，Si，Al，Mn，C，甚至金屬蒸氣，CO氣體等。這些滲透組分沉入耐火材料的毛細(xì)通道中，導(dǎo)致耐火材料工作表面的物理化學(xué)性質(zhì)和原始耐火材料基體的不連續(xù)性。在變頻器運(yùn)行溫度快速變化的情況下，會出現(xiàn)裂紋，并且剝落和松動的結(jié)構(gòu)。說這個(gè)破壞過程比溶解破壞過程嚴(yán)重得多。因此，為了減少溶液滲透到耐火材料中，措施是：襯砌耐火材料的孔隙率和孔隙的孔徑應(yīng)該減小;灣在難熔材料中添加溶液難以潤濕的材料，如石墨，碳等。嚴(yán)格控制溶液粘度，即控制冶煉強(qiáng)度，控制出鋼溫度。從內(nèi)襯材料的抗渣腐蝕試驗(yàn)可以得出，鎂碳磚的爐渣侵蝕過程為：石墨氧化→方鎂石相被殘?jiān)械腟iO?和Fe?O?侵蝕→低熔點(diǎn)物質(zhì)由反應(yīng)產(chǎn)生的損失。在含碳襯砌的耐火材料中，隨著碳含量的增加，礦渣的耐侵蝕性會增加，但碳含量越高越好，因?yàn)楹剂吭礁?，氧化脫碳后襯砌耐火材料的結(jié)構(gòu)越松散，使用效果會更差。
結(jié) 語
隨著社會的進(jìn)步，研究表明，納米技術(shù)確實(shí)在耐火材料的各個(gè)方面性能優(yōu)異，并且今后有很大的提升空間，目前，這種技術(shù)昂貴，，又復(fù)雜，技術(shù)制作很困難，在研究納米技術(shù)的時(shí)候，我們要重新認(rèn)識這種耐火材料的本質(zhì)，以及對這種材料的各種性能有一定的認(rèn)識，對這種材料的尺寸、外形、內(nèi)在屬性以及流變特性要理解透徹。并且在納米技術(shù)的應(yīng)用中，細(xì)心研究該物質(zhì)的性質(zhì)，溶劑類型。并且，大規(guī)模的可再生能源項(xiàng)目的發(fā)展，需要國家的扶持，需要使用大量的具有耐用，耐腐蝕涂層的納米新技術(shù)。
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