真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料的隔热机理和使役模拟研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51872265
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0202.无机非金属基础材料
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:原会雨; 周颖; 高金星; 吕桂英; 王世界; 陈凯阳;
- 关键词:
项目摘要
The further research of high temperature heat insulation materials with high performance and low cost to realize saving energy and reducing consumption has important practical significance and urgency. Currently, under service process of high temperature different vacuum and micro-nanoporous structure impact on thermal transporting rule is not clear yet,high temperature heat insulation materials with microstructure packed under vacuum, heat insulation mechanism and high temperature service process simulation have not been reported.Therefore, based on the vacuum and microporous composite structure of high temperature insulation material is as the research object of the project, studying The further research of high temperature heat insulation materials with high performance and low cost to realize saving energy and reducing consumption has important practical significance and urgency. Currently, under service process of high temperature different vacuum and micro-nano porous structure impact on thermal transporting rule is not clear yet, high temperature heat insulation materials with microporous powder composite packed under vacuum, heat insulation mechanism and high temperature service process simulation have not been reported. Therefore, based on the vacuum and microporous composite structure of high temperature insulation material which hot face temperature not exceeding 1000℃ is as the research object of the project, studying its composition, structure, the relationship between heat insulation performance and its influencing factors and optimizing preparing technology; Through the kiln lining thermal parameter measurement and laboratory simulation experiment, with the aid of numerical heat transfer and Monte Carlo simulation method, clarifying the mechanism of heat insulation and high temperature service process changing law of new thermal insulation material, setting up service effect and service life analysis model ,implementing main parameters of the numerical simulation and forecast during the whole service process of the high temperature, indicating the direction and the specific path for the development and use of new type high efficient heat insulation material, solving energy saving the key problem widely existing high temperature industry.
深入研究高性价比高温隔热材料,实现节能降耗,具有重要的现实意义和紧迫性。目前高温使役环境中不同真空度和微纳米孔结构对热量传输的影响规律尚不明晰,真空封装/微孔粉体复合的高温隔热材料及其隔热机理、高温使役过程模拟研究均未见报道。因此,本项目以热面温度不超过1000℃可稳定使用的真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料为研究对象,系统研究其组成、结构、制备工艺和隔热性能关系及其影响因素;通过窑炉现场内衬热参数实测和实验室模拟验证实验,借助数值传热学和Monte Carlo模拟方法研究高温使役环境中不同真空度和微纳米孔结构对热量传输的影响,阐明该材料的隔热机理和高温使役过程变化规律,建立新型隔热材料使用效果与寿命分析模型,编制隔热耐火材料高温使役Monte Carlo模拟软件,实现其高温使役全过程的主要参数数值模拟和预报,为研发和使用新型高效隔热材料指明方向和具体路径,解决高温工业节能关键共性问题。
结项摘要
目前高温使役环境中不同真空度和微纳米孔结构对热量传输的影响规律尚不明晰,真空封装/微孔粉体复合的高温隔热材料及其隔热机理、高温使役过程模拟研究,影响真空高温隔热材料使用效果与寿命的关键因素有哪些等问题亟待解决。.本项目系统研究了真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料组成组成、结构、高温使用性能及其使用损毁变化规律,阐明其高温使役过程变化规律,建立新型隔热材料使用效果与寿命分析模型,编制隔热耐火材料高温使役过程COMSOL Multiphysis 模拟计算程序,实现主要参数模拟、效果分析和寿命预报。.以热面温度不超过 1000℃可稳定使用的真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料为研究对象,芯材由微纳米孔结构的低导热粉体(气相SiO2 或无定形相SiO2/Al2O3 超微粉)、高温纤维、遮光剂、吸气剂等混合均匀后压制成型,制将压型好的芯材用高阻隔膜包裹后抽真空进行热压封装,高阻隔薄膜采用耐高温、能保持真空度的气密性薄膜(耐热合金箔、玻璃膜或陶瓷膜)。深入探讨了成型压力、纤维的种类及添加量、高阻隔薄膜的种类、遮光剂的种类及添加量等对SiO2/Al2O3微孔粉体隔热材料性能的影响。.通过大量窑炉现场和实验室电炉模拟实验对该材料使用的参数实测和在线取样,考察真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料随时间、随温度动态条件下变化的过程,阐明了真空封装/微孔粉体复合高温隔热材料的隔热机理和高温使役过程变化规律,建立新型隔热材料使用效果与寿命分析模型,编制完善实用的隔热耐火材料高温使役过程 COMSOL Multiphysics模拟计算软件,实现其高温使役全过程的主要参数数值模拟和预报。
项目成果
期刊论文数量(11)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(3)
专利数量(7)
The dual effect of zirconia fiber on the insulation and mechanical performance of the fumed silica-based thermal insulation material
氧化锆纤维对气相二氧化硅基保温材料隔热性能和力学性能的双重作用
- DOI:10.1016/j.ceramint.2021.11.215
- 发表时间:2022-02-05
- 期刊:CERAMICS INTERNATIONAL
- 影响因子:5.2
- 作者:Du, Haoran;Wang, Shijie;Ma, Chengliang
- 通讯作者:Ma, Chengliang
Foam-gelcasting preparation and properties of high-strength mullite porous ceramics
高强莫来石多孔陶瓷泡沫凝胶注模制备及性能
- DOI:10.1016/j.ceramint.2022.10.096
- 发表时间:2023-01-12
- 期刊:CERAMICS INTERNATIONAL
- 影响因子:5.2
- 作者:Li, Xiang;Li, Si;Ma, Chengliang
- 通讯作者:Ma, Chengliang
铝矾土尾矿基陶瓷透水砖的制备及其性能研究
- DOI:10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2021.02.007
- 发表时间:2021
- 期刊:中国陶瓷
- 影响因子:--
- 作者:邢益强;吴晓鹏;潘孟博;詹学武;王斌;杜浩然;戚文豪;赵飞;马成良
- 通讯作者:马成良
烧成工艺对花岗岩基轻质隔热材料性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:硅酸盐通报
- 影响因子:--
- 作者:潘孟博;李祥;戚文豪;杜浩然;吴晓鹏;赵飞;马成良
- 通讯作者:马成良
The preparation and properties of high-strength porous mullite ceramics by a novel non-toxic gelcasting process
无毒凝胶注模成型高强多孔莫来石陶瓷的制备及性能
- DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2022.06.050
- 发表时间:2022-07-19
- 期刊:JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY
- 影响因子:5.7
- 作者:Li, Xiang;Tao, Mengya;Ma, Chengliang
- 通讯作者:Ma, Chengliang
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其他文献
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- DOI:10.11784/tdxbz202010004
- 发表时间:2021
- 期刊:天津大学学报. 自然科学与工程技术版
- 影响因子:--
- 作者:王雪菲;马成良;李家乐
- 通讯作者:李家乐
Al粉加入量对树脂结合MgO-CaO材料性能的影响
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- 发表时间:2010
- 期刊:耐火材料
- 影响因子:--
- 作者:孙铭成;马成良;钟香崇
- 通讯作者:钟香崇
典型MoSi_2发热元件物相与显微结构分析
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:郑州大学学报(工学版)
- 影响因子:--
- 作者:黄文江;李斯;周颖;马成良
- 通讯作者:马成良
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- 发表时间:2016
- 期刊:郑州大学学报(工学版)
- 影响因子:--
- 作者:孟维;马成良;葛铁柱;赵飞;钟香崇
- 通讯作者:钟香崇
电熔法碳热还原合成硼化物复合粉体
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- 发表时间:2014
- 期刊:Applied Mechanics and Materials
- 影响因子:--
- 作者:孟冬冬;马成良
- 通讯作者:马成良
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