一、環(huán)境溫度對料槳中金屬鋁粉發(fā)氣性能的形晌環(huán)境

  環(huán)境溫度對剛玉質(zhì)料漿中金屬鋁粉（0.075mm）發(fā)氣性能的影響見圖2。由圖2(a）可看出，起始發(fā)起時間并不等于 0 ，隨溫度的升高而減小，說明金屬鋁粉易氧化的特性便金屬鋁粉表面形成一層氧化鋁薄膜而鈍化；如果內(nèi)部金屬鋁要發(fā)生反應(yīng)放出氣體，表層的氧化鋁鈍化薄膜必先被反應(yīng)掉方可進(jìn)行。對此化學(xué)反應(yīng)而言，溫度高反應(yīng)速度快，氧化鈍化膜反應(yīng)消失也就快，內(nèi)部金屬鋁發(fā)氣反應(yīng)起始時間就會相應(yīng)提前。由圖 2（b）可看出，隨料漿環(huán)境溫度的升高，發(fā)氣時間減小，發(fā)氣速率增大：但發(fā)氣總量卻有規(guī)律的減少。說明金屬鋁粉在低水泥結(jié)合的剛玉質(zhì)料漿中存在兩種反應(yīng)．一種是酸堿反應(yīng)．另一種是氧化反應(yīng)。金屬鋁粉發(fā)生酸堿反應(yīng)即會產(chǎn)生氫氣氣，反應(yīng)方程式如下： ZAI +2OH＋6H2O→2[AI (OH)4J+ 3H2↑：而發(fā)生氧化反應(yīng)首先生成的是AI2O3，反應(yīng)方程式如下： 2AL + 3O?2→AI2O3，其中△r ， He=- 3 339 kJ . mof -1 ．由于該反應(yīng)是放熱極易自發(fā)進(jìn)行，因此不會產(chǎn)生氫氣。由圖2 ( c ）可看出，由于氧化反應(yīng)受溫度的形響較大，因此隨溫度的升高，金屬鋁粉氧化反應(yīng)速度相對酸堿增加略快，致使總發(fā)氣量有所減小。

  二、 鋁粉粒度對料槳中金屬鋁粉發(fā)氣性能的形響

  25 ℃ 時，鋁粉粒度對料漿中金屬鋁粉發(fā)氣性能的影響見圖 3 ．由圖 3 ( a ）可看出，不同粒度的金屬鋁粉在 25 ℃ 時．起始發(fā)氣時問基本相同，其值在 180~185min之間?？梢姛o論金屬鋁粉的粒徑是大還是小，其氧化鋁薄膜的厚度應(yīng)該基本一樣。所以在環(huán)境溫度相同時．金屬鋁粉開始發(fā)氣的時間相差無幾。由圖 3 ( b ）和（ c ）可看出，不同粒度的金屬鋁粉在環(huán)境溫度 25 ℃ 時，發(fā)氣速率隨其粒度的增大而減?。窗l(fā)氣劇烈程度減弱）。說明加入量相同時，金屬鋁粉粒度越大其顆粒數(shù)越少，同一時刻與料漿接觸的金屬鋁比表面積也越小，反應(yīng)發(fā)氣速率越小，發(fā)氣越平緩．作為防爆劑應(yīng)用于澆注料中時，不易產(chǎn)生鼓脹而對結(jié)構(gòu)性能透成影響。不同粒度的金屬鋁粉在環(huán)境溫度 25 ℃ 時，發(fā)氣總量隨其粒度的增大而減小。說明大顆粒的金屬鋁粉，在與料漿反應(yīng)過程中，顆粒周邊的【Al ( OH）4】 和 Al (OH)3 逐漸增多；致使反應(yīng)逐漸減弱而最終終止。這一點(diǎn)也可從殘余 0 . 25 mm 粒度的金屬鋁粉的 SEM 照片（見圖 4 ）中清晰看出，金屬鋁粉的粒度越大，其在料漿中的反應(yīng)越不充分，有越多未反應(yīng)金屬鋁粉存在。

  三、鋁粉加入量對料槳中金屬鋁粉發(fā)氣性能的影響

  25 ℃ 時．粒度為 0 . 075mm的鋁粉加入量對料漿中金屬鋁粉發(fā)氣性能的影響見圖 5 。由圖 5 可以看出，

  金屬鋁粉的加最變化對金屬鋁粉的起始發(fā)氣時間無明顯影響，但隨金屬鋁粉加入量的增大．其發(fā)氣速率及總發(fā)氣食均會明顯增加．這與相關(guān)文獻(xiàn)記載和我們預(yù)想的一樣，本文不作進(jìn)一步分析。

  四、水泥加入量對料槳中金屬鋁粉的發(fā)氣性能的影響

  25 ℃ 時的環(huán)境溫度下，水泥加入量對料漿中粒度為0.075 mm的金屬鋁粉發(fā)氣性能的影響見圖6，由圖 6 ( a ）中可看出，金屬鋁粉在無水泥的剛玉料漿中．在試驗(yàn)的440 min 內(nèi)沒有發(fā)生發(fā)氣反應(yīng)。說明由于金屬鋁粉表面易氧化的特性，使得金屬鋁粉與中性料漿中的水發(fā)生水化反應(yīng)而放出氣體。由圖 6 ( b ）和（c）中可看出，隨著水泥量的增加，起始發(fā)起時間隨之減?。f明金屬鋁粉的反應(yīng)與水泥在料漿中產(chǎn)生的堿性環(huán)境有關(guān)（在料漿加水?dāng)嚢柽^程中，純鋁酸鈣水泥中 Ca3AI2O3會略有溶解．其溶解平衡方程式為 ca , Al2O3?6H2O2+＋ 2AI ( OH )4' + 4OH．水泥量增加料漿的堿性增強(qiáng)，鈍化膜氧氣化鋁反應(yīng)均會隨之增強(qiáng)。所以其初始反應(yīng)時間隨之縮短，發(fā)氣速率及總發(fā)氣量，隨水泥量增加的變化甚徽。說明在水泥加量的范圍內(nèi)，水泥量的增加導(dǎo)致料漿堿性增強(qiáng)．僅會影響金屬鋁粉的起始發(fā)氣時間，而對發(fā)氣速率及總發(fā)氣量影響并不大。

  金屬鋁粉的發(fā)氣起始時間隨溫度的升高而有規(guī)律地提前，而非加水?dāng)嚢韬罅⒓窗l(fā)生發(fā)氣反應(yīng)。 25 ℃ 時在180min開始發(fā)氣． 30 ℃ 時在 105min開始發(fā)氣． 35 ℃ 時在 80min開始發(fā)氣．掌握這個規(guī)律可有效避免因澆注料的初凝時間與金屬鋁粉發(fā)氣不匹配而給澆注料的防爆或物理性能造成的不利影響。在粒度及加入量不變的情況下，金屬鋁粉隨料漿環(huán)境溫度的升高，其發(fā)氣的劇烈程度隨之加劇，但總發(fā)氣量卻規(guī)律遞減。所以在溫度高的環(huán)境中使用金屬鋁粉作為澆注料的防爆劑，一定要注意其加量不可過多，否則極有可能會造成澆注體出現(xiàn)故障或開裂等問題。不同粒度的金屬鋁粉在環(huán)境溫度25 ℃ 時，開始發(fā)氣的時間基本相同，而發(fā)氣速率以及總發(fā)氣量隨其粒度的減小而增大．粗顆粒的金屬鋁粉在會因表面被氧化鈍化或生成物覆蓋包裹而停止反應(yīng)，所以澆注料仍殘存有未反應(yīng)的金屬鋁．接觸鐵水的鋁碳化硅碳質(zhì)澆注料而言，可嘗試便用粗顆粒的金屬鋁粉，如用。 0.25 mm 替代 0 . 075 mm ，通過適當(dāng)提高用里來解決防爆問題，同時殘余的金屬鋁粉還能起到防氧化和提高中高強(qiáng)度的作用。金屬鋁粉的加入量變化對金屬鋁粉的發(fā)氣起始時間影響輕微，但隨金屬鋁粉加入量的增大．其總發(fā)氣量及發(fā)起速率均會明顯增加。所以在配制防爆澆注料時，切不可單獨(dú)追求發(fā)氣造孔防爆而過最添加金屬鋁粉。隨水泥量的增加，金屬鋁粉的起始發(fā)氣時間隨之縮短：發(fā)起速率，隨水泥最的增加則變化甚微．無水泥的剛玉料中金屬鋁粉幾乎不發(fā)氣。所以在配制防爆澆注料時，除考慮金屬鋁粉及環(huán)境溫度外．水泥的用量也不能忽視。此3個因素相互關(guān)聯(lián)，遺誦漏或考慮不充分都會對防爆澆注料的防爆性或物理性能造成較大影響。

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