我國耐材科技發展方向

中國產業信息網訊：

       內容提示：耐材科技發展的主要方向：加強應用基礎研究，實現耐材設計科學化、精細化。

       高溫應用模擬和計算機模擬是科學設計耐材的基礎和依據。耐材在高溫下經受化學、熱學、力學等的疊加作用，致使材料在服役過程中結構、性能發生衰退而終結使用壽命。因此，開展耐火材料在高溫服役條件下的物理化學行為研究，是揭示耐火材料高溫蝕損過程機制和影響因素，揭示耐材顯微結構和性能與應用效果的關系和開發耐材服役狀態下低損耗、功能化能力的有效手段。同一高溫裝置不同部位的耐材處于不同的服役環境，損毀過程和機制不同，損毀速度也不同步。另外，同一耐材制品的不同部位在服役時承受不同的溫度、應力和不同侵蝕環境。因此，對耐材進行選材、結構優化設計可獲得高溫裝置和服役材料應用的長壽、高效、低消耗的良好效果。以計算機數值模擬和實驗模擬為基礎，分析計算高溫容器耐材溫度場分布和應力場分布，結合高溫模擬研究，開展耐火材料結構的優化設計和在容器中配置的優化設計研究，建立耐材配置化、結構設計科學化、應用價值最大化的理論基礎。

       耐材科技發展的主要方向：加強應用基礎研究，實現耐材設計科學化、精細化。

       加強組成—工藝—結構—性能的精細化研究，創新材料性能和功能。

       以耐火材料高溫行為研究為基礎的耐材功能化研究，是當前耐火材料研究的前沿領域。采用計算機有限元模擬、細觀力學設計等對材料組成、結構、工藝等進行研究，精細合理設計，發掘或賦予原位形成耐火材料的特定使用功能，如耐材應用狀態下的自修復功能、工作表面原位反應自保護功能、潔凈鋼液功能、隔熱保溫功能等，實現耐火材料性能優化、應用科學化、智能化和使用消耗減量化。

         2010-2015年中國建筑用耐火材料行業市場研究及投資發展預測報告

       研究耐材在高溫服役條件下通過自身內部反應實現使用性能提升的機制和實踐，研究梯度和復合耐火材料的組成、結構和控制技術，性能匹配和性能控制技術等。解決抑制耐火材料在服役中由于滲透變質剝落、熱應力等導致損毀的一些關鍵技術瓶頸，改善使用性能，滿足高溫工業新工藝和新技術對耐火材料性能和使用壽命提出的更高或特殊的要求。

       加強高效隔熱耐材和綜合節能技術的開發，實現高溫窯爐節能最大化、輕量化。

       隔熱耐材是我國耐火材料發展的一個薄弱領域，尚未取得關鍵性技術突破，影響了高溫窯爐熱效率的提高和高溫技能技術的發展。針對隔熱耐火材料整體落后、品種少、隔熱性能較差，不能滿足高溫設備裝置保溫、隔熱效果最優化設計選材和節能運行的需要，須大力開展在隔熱耐材領域的共性關鍵技術和工程化研究。開發新型高效隔熱耐材制備的關鍵工藝技術，研究適應不同使用溫度的低熱導率隔熱耐材及其制備和應用技術，包括具有低熱導率新材料的組成、合成工藝研究、低熱導率新結構隔熱復合耐材技術研究———微孔、超微孔結構隔熱材料、納米結構隔熱材料、高溫晶體纖維隔熱材料等，構建系列高效隔熱耐火材料的技術基礎。同時，開展高溫裝置保溫隔熱材料優化配置、高效燃燒新技術、配套高效蓄熱、換熱材料研究，以綜合節能技術全面提升高溫窯爐熱效率和節能水平。

       加強不定形耐材設計和應用技術研究，拓展應用領域。

       不定形耐材生產工藝能耗低、低碳、高效，在工業發達國家已經成為耐火材料的主體。在一定程度上不定形耐火材料的技術水平代表著行業的技術發展水平。決定不定形耐材科技含量高低的主要因素為材料組成設計、添加劑的選擇、綜合性能控制和應用技術水平的先進與落后。針對我國不定形耐材發展的薄弱環節，開展新型不定形耐材功能添加劑的開發研究、不定形耐材作業性能理論基礎研究，對發展高性能、長壽命、多功能新型不定形耐材及其施工技術等至關重要。

       在不定形材料的研究中，輕質不定形材料將成為隔熱耐材重點的發展領域。研究開發系列輕質耐火原料，開展輕質不定形材料組成結構設計，不同使用溫度、不同使用條件下輕質不定形耐材骨料、基質、結合劑和隔熱性能、高溫性能的關系研究，輕質不定形耐材作業性能和施工技術研究等，為推動輕質不定形耐材在各領域的應用奠定了基礎。

       加強耐火原料資源和環境方面的公益研究，實現可持續發展。

       合理利用資源、節約資源是耐火材料行業可持續發展的緊迫任務，我國在這些方面的研究投入較少，須加強耐火原料資源合理利用、用后耐火材料再利用、環境友好型耐材技術的研究。

       做好廢棄耐火粉礦、低品位礦回收利用工作，開發用后耐材的綜合利用技術，每年不僅可節省數百萬噸的耐火原料，同時還可以減少礦物資源和能源消耗，減輕對耕地的占用和環境污染，有顯著的社會和經濟效益。耐材行業須強化用后耐火材料資源化、工程化集成技術研究，如分類和揀選方法、除雜和均化處理方法，研究用后耐火材料資源化技術和再利用材料的加入量、粒度、制備參數等工藝對所制備耐火材料性能的影響；研究直接利用低品位礦、粉礦合成耐火原料的工業技術，如利用低品位鋁礬土礦合成莫來石原料以及輕質莫來石原料，利用廢棄橄欖石、蛇紋石、滑石粉礦合成鎂橄欖石原料，研究利用廢棄粉礦制備不定形耐火材料等。

       結合劑對耐火材料的性能和使用性能影響極大。與國外先進國家相比，我國耐火材料行業對結合劑、成型助劑等方面的研究較少，特別是環保型結合劑的研究開發，須給予高度關注。

       我國是世界最大的耐火原料和耐火材料生產、消費國，也是當前世界最主要的研究耐火材料的國家。耐材行業應把握全球經濟發展形勢，研究高溫工業結構調整、技術發展方向，以及低碳經濟、節能環保政策給耐火材料工業發展帶來的挑戰和機遇，加大行業研發投入，堅持自主創新，調整產品結構，加大產業整合的力度，推動耐材科技繼續發展。