绝热材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包含MgAl204的多孔烧结体且1000°C以上的高温下的绝热性优异的绝 热材料。
【背景技术】
[0002] 对绝热材料要求热传导率小，通常使用玻璃纤维等纤维系绝热材料、陶瓷多孔体 等松密度低的陶瓷等。对热传导率造成影响的导热因子可分为固体导热?气体导热?辐射 导热来考虑。
[0003] 作为纤维系绝热材料，例如在日本特开2009-299893号公报(专利文献1)中记载 了包含填充有气凝胶的纤维体的纤维系绝热材料，其中将含有红外线反射剂的绝热层用多 孔性被覆层被覆，从而抑制辐射导热。
[0004] 然而，这种绝热材料的主成分为二氧化硅气凝胶，其耐热性低、在400°C以上的高 温下的热传导率也不明确。
[0005] 另一方面，在陶瓷多孔体中，通过制成高孔隙度从而抑制固体导热，使热传导率降 低。
[0006] 然而，在400°C以上的高温下，辐射导热导致的影响变大，因此对于用于在这种高 温区域中使用的绝热材料而言，一直以来进行的是添加氧化锆、二氧化钛等金属氧化物、碳 化硅等辐射率高的材料来抑制辐射导热。
[0007] 进而，本发明人等提出：具有规定的气孔直径分布的尖晶石质陶瓷多孔体能够抑 制固体导热和辐射导热，可以用作1000°c以上的高温下的耐热性也优异的绝热材料(例如 参照日本特开2012-229139号公报(专利文献2)、日本特开2013-209278号公报(专利文献 3))〇
[0008] 专利文献2或3中公开了 ：具有规定的气孔直径分布的尖晶石质陶瓷多孔体能够 抑制传导导热和辐射导热，由此可以用作l〇〇〇°C以上的高温下的耐热性也优异的绝热材料 等。
[0009] 然而，上述专利文献2、3中记载的尖晶石质陶瓷多孔体虽然可确认比以往温度更 高的1000°C以上的耐热性，但在其公开的范围内，耐热温度最高为1600°C，另外，压缩强度 为0. 8MPa左右。
[0010] 近年来，还存在高性能的绝热材料的需求，寻求即使在更高温度即1800°C左右也 具有耐热性、强度高且热传导率小、绝热性得到保持的绝热材料。即，例如即使是具有优异 耐热性、低热传导率的绝热材料，也设想要求更充分强度的情况。
【发明内容】
[0011] 本发明是鉴于上述技术课题而完成的发明，其目的在于，作为进一步提高了现有 绝热材料特性的材料，提供即使为1800°c也具有优异的耐热性且强度高、即使为1000°C以 上的高温热传导率的增加也受到抑制、优异绝热性得到保持的绝热材料。即，本发明的目的 在于，提供即使为1000°c以上的高温热传导率的增加也得到抑制、优异的绝热性得到保持 且能够获得更高强度的绝热材料。
[0012] 本发明的绝热材料的特征在于，其包含孔隙度为60%以上且不足73%的多孔烧结 体，所述多孔烧结体由MgAl204形成，孔径为0. 8μm以上且不足10μm的气孔占总气孔容积 之中的30vol%以上且不足90vol%，并且，孔径为0. 01μm以上且不足0. 8μm的气孔占总气 孔容积之中的lOvol%以上且不足60vol%，所述绝热材料的20°C以上且1500°C以下的热传 导率为0. 45W/(m·K)以下，压缩强度为2MPa以上。
[0013] 前述绝热材料优选的是，孔径为0. 8μπι以上且不足10μπι的气孔占总气孔容积之 中的70vol%以上且不足90vol%，并且，孔径为0. 01μπι以上且不足0. 8μπι的气孔占总气 孔容积之中的lOvol%以上且不足20vol%，所述绝热材料的20°C以上且1500°C以下的热传 导率为0. 40W/ (ι?·Κ)以下，1000°C以上且1500°C以下的热传导率不超过20°C以上且不足 1000°C的热传导率的1.5倍。
[0014] 具备这种气孔构成的多孔烧结体作为即使为1000°C以上且1500°C以下的高温热 传导率的增加也得到抑制、即使为1800°C耐热性和压缩强度也得到保持的绝热材料是适合 的。
[0015] 前述绝热材料的压缩强度为2MPa以上。
[0016] 具有该程度的压缩强度的绝热材料在要求高温下的高强度的用途中是适合的。
[0017] 前述绝热材料的高温下的热传导率越小，则越会得到优异的绝热效果，因此 1000°C以上且1500°C以下的热传导率为0.45W/ (Ι?·Κ)以下，优选为0.40W/ (Ι?·Κ)以下。
[0018] 另外，高温下的热传导率的增加越得到抑制，则在高温区域中越能够得到优异的 绝热效果，因此，l〇〇〇°C以上且1500°C以下的热传导率优选不超过20°C以上且1000°C以下 的热传导率的1. 2倍。
[0019] 优选的是，前述绝热材料的孔径为0. 8μπι以上且不足10μπι的气孔占总气孔容积 之中的30vol%以上且不足60vol%，并且，孔径为0.01μπι以上且不足0.8μπι的气孔占总 气孔容积之中的30vol%以上且不足60vol%，20°C以上且1500°C以下的热传导率为0. 40W/ (m·K)以下，1000°C以上且1500°C以下的热传导率不超过20°C以上且不足1000°C的热传 导率的1. 5倍。
[0020] 具备这种气孔构成的多孔烧结体作为即使为1000°C以上且1500°C以下的高温热 传导率的增加也得到抑制、且压缩强度得以提高的绝热材料是适合的。
[0021] 前述绝热材料的压缩强度为2MPa以上。具有该程度的压缩强度的绝热材料在要 求高温下的高强度的用途中是适合的。
[0022] 前述绝热材料的高温下的热传导率越小，则越会得到优异的绝热效果，因此 1000°C以上且1500°C以下的热传导率为0.45W/ (Ι?·Κ)以下，优选为0.40W/ (Ι?·Κ)以下。
[0023] 另外，高温下的热传导率的增加越得到抑制，则在高温区域中越能够得到优异的 绝热效果，因此，l〇〇〇°C以上且1500°C以下的热传导率优选不超过20°C以上且1000°C以下 的热传导率的1. 2倍。
[0024] 本发明所述的绝热材料与以往相比绝热材料特性得以提高，即使为1800°C也具有 优异的耐热性、压缩强度得以提高、且即使为l〇〇〇°C以上的高温热传导率的增加也得到抑 制、优异的绝热性得到保持，因此作为用于在高温区域中使用的绝热材料是适合的。即，本 发明所述的绝热材料与以往相比绝热材料特性得以提高，即使为1000°c以上的高温热传导 率的增加也得到抑制、优异的绝热性得到保持且压缩强度得以提高，因此作为在高温区域 中使用的绝热材料是适合的。
[0025] 因此，本发明所述的绝热材料可适合地用于在1800°C左右的高温环境中要求高绝 热性的各种结构材料、耐火材料，例如陶瓷、玻璃、钢铁或有色金属等炉材。
【附图说明】
[0026] 图1是示出实施例和比较例的各多孔烧结体或绝热砖的利用水银测孔计得到的 气孔直径分布的图。
[0027] 图2是示出针对实施例和比较例的各多孔烧结体或绝热砖的温度与热传导率的 关系的图。
[0028] 图3是示出针对实施例的一部分和比较例的各多孔烧结体或绝热砖的利用水银 测孔计得到的气孔直径分布的图。
[0029] 图4是示出针对实施例和比较例的各多孔烧结体或绝热砖的温度与热传导率的 关系的图。
【具体实施方式】
[0030] 以下，更详细地说明本发明。
[0031 ] 本发明所述的绝热材料是包含孔隙度为60%以上且不足73%的多孔烧结体的绝热 材料，所述多孔烧结体由MgAl204形成。并且，其特征在于，孔径为0. 8μm以上且不足10μm的气孔占总气孔容积之中的30vol%以上且不足90vol%，并且，孔径为0. 01μπι以上且不足 0. 8μm的气孔占总气孔容积之中的lOvol%以上且不足60vol%，所述绝热材料的20°C以上 且1500°C以下的热传导率为0. 45W/(m·K)以下，压缩强度为2MPa以上。
[0032] 本发明所述的绝热材料优选包含孔隙度为60%以上且不足73%的多孔烧结体，所 述多孔烧结体由MgAl204形成，孔径为0. 8μm以上且不足10μm的气孔占总气孔容积之中 的70vol%以上且不足90vol%，并且，孔径为0. 01μπι以上且不足0. 8μπι的气孔占总气孔 容积之中的lOvol%以上且不足20vol%，进而，1000°C以上且1500°C以下的热传导率不超过 20°C以上且不足1000°C的热传导率的1. 5倍。
[0033] 本发明是着眼于多孔烧结体的气孔构成，基于特定的微细气孔对高温区域下的耐 热性和绝热性造成影响这一见解的发明。即，本发明所述的绝热材料通过在由MgAl204构