纳米碳化硅高辐射率节能涂料
简介：纳米碳化硅高辐射率节能涂料采用空气中燃烧合成制备纳米碳化硅粉体的技术，与传统生产技术相比，该工艺的优点在于：反应合成过程可在空气中进行，无需外加热源及反应设备的投入，属于典型的节能降耗技术；反应原料为常规工业品，成本低、方便可得，且可以保证产品的高纯度；机械活化处理时间短，燃烧合成反应速度快，使得整个生产周期较短；合成的碳化硅粉末产品粒度细小均匀，无需破碎研磨即为纳米级超细粉体。
涂刷纳米碳化硅高辐射率节能涂料后能增加基体表面黑度；由于基体表面的吸收和辐射作用，改变了传热区内热辐射的波谱分布，将热源发出的间断式波谱转变成了连续波谱，从而促进被加热物体吸收热量；高温辐射能量大多数集中在1-5μm波段，而一般的涂料在这一波段的发射率很低，对高温辐射不利，红外辐射涂料可以弥补这一不足。纳米碳化硅高辐射率节能涂料采用了纳米级粉体，与微米级粉体相比，由于破坏了原来物质内部固有的各种化学键，减弱了粒子之间的各种相互作用力，增大了组成物质的基本微观粒子之间的平均间距，因而单位体积内的粒子数会显著减小，从而能够提高热辐射的透射深度以降低吸收指数，更进一步提高物体的辐射率。纳米碳化硅高辐射率节能涂料是一种性能优异的新型工业涂料。
特点：
纳米碳化硅高辐射率节能涂料的性能特点如下：
1）纳米碳化硅高辐射率节能涂料结构稳定，在中、高温坏境均适用；
2）纳米碳化硅高辐射率节能涂料高的半球全向辐射率ε，在常温至1400℃范围内ε始终大于0.85，高温下衰减缓慢；
3）纳米碳化硅高辐射率节能涂料粘接性好，在常温到高温的反复使用条件下，能牢固地粘接在基体上，不龟裂、不脱落；
4）纳米碳化硅高辐射率节能涂料可以保护基体材料，使用寿命长；
5）纳米碳化硅高辐射率节能涂料施工简单、投资较少、见效快、安全无污染、使用范围广泛；
6）纳米碳化硅高辐射率节能涂料节能效果显著，可达15%以上。
技术指标：
纳米碳化硅高辐射率节能涂料的技术指标见下表：
项目技术指标
适用温度/℃600-1500
耐火度/℃≥1790
比重/(kg/m3) 1.65-1.90
黏度/s12
pH值7-8
法向全波段辐射率（ε）≥0.85
热膨胀系数（20-1450℃） 6.5-7.0×10-6
氧化增重率（1350℃）/%≤7
抗热震次数（1100℃）≥12
适用范围：
1）改造工业炉
纳米碳化硅高辐射率节能涂料可用于冶金、石化、陶瓷、医药、机械等行业领域的轧钢
加热炉、各种热处理炉、高温热风炉、隧道窑及各种锅炉等。不论是电、气、油、煤使用何种能源的炉子，都能方便地采用，不仅可以提高加热速度，还能改善加热质量和炉温均匀性，获得良好的节能效果。
2）散热（航空和军事上）
返回式航天器的回收舱从天空穿越大气层回地面时，由于大气摩擦发热，其外表温度高达1000℃以上，如果没有防热措施，航天器就会空中烧毁。解决措施之一就是在航天器蒙皮表上应用高辐射率涂层，作为辐射防热结构加强辐射，可达散热目的。
储存：
纳米碳化硅高辐射率节能涂料一般以浆状或膏状桶装出厂，也可以粉状袋装出厂。浆状在使用中可不加或加少量的水，膏状或粉状的需要加较多的水，需充分搅拌均匀。包装好的涂料应放在阴凉处保存，严防受冻、曝晒，常温可存放6个月。
碳纳米管的现状和前景 信息技术更新日新月异，正如摩尔定律所言，集成电路的集成度每隔18 个月翻一番，即同样的成本下，集成电路的功能翻一倍。这些进步基于晶体管的发展，晶体管的缩小提高了集成电路的性能。 在硅基微电子学发展的过程中,器件的特征尺寸随着集成度的越来越高而日益减小,现在硅器件已经进入深微亚米阶段，也马上触及到硅器件发展的瓶颈，器件将不再遵从传统的运行规律,具有显著的量子效应和统计涨落特性. 为了解决这些问题,人们进行了不懈地努力,寻找新的材料和方法，来提高微电子器件的性能。研究基于碳纳米管的纳电子器件就是其中很有前途的一种方法。 碳纳米管简介 一直以来都认为碳只有两种形态——金刚石和石墨。直至1985年发现了以碳60为代表的富勒烯、从而改变了人类对碳形态的认识。1991年，日本筑波NEC研究室内科学家首次在电子显微镜里观察到有奇特的、由纯碳组成的纳米量级的线状物。此类纤细的分子就是碳纳米管 碳纳米管有许多优异的性能，如超高的反弹性、抗张强度和热稳定性等。被认为将在微型机器人、抗撞击汽车车身和抗震建筑等方面有着极好的应用前景。但是碳纳米管的第一个获得应用的领域是电子学领域、近年来，它已成为微电子技术领域的研究重要方面。 研究工作表明，在数十纳米上下的导线和功能器件可以用碳纳米管来制造，并连接成电子电路。其工作速度将过高于已有的产品而功率损耗却极低! 不少研究组已经成功地用碳纳米管制成了电子器件。例如IBM 的科学家们就用单根半导体碳纳米管和它两端的金属电极做成了场效应管（FETs）。通过是否往第三电极施加电压，可以成为开关，此器件在室温下的工作特性和硅器件非常相似，而导电性却高出许多，消耗功率也小。按理论推算，纳米级的开关的时钟频率可以达到1太赫以上，比现有的处理器要快1000倍。 碳纳米管的分类 石墨烯的碳原子片层一般可以从一层到上百层，根据碳纳米管管壁中碳原子层的数目被分为单壁和多壁碳纳米管。 单壁碳纳米管（SWNT）由单层石墨卷成柱状无缝管而形成是结构完美的单分子材料。SWNT 的直径一般为1－6 nm，最小直径大约为0.5 nm，与C36 分子的直径相当,但SWNT 的直径大于6nm 以后特别不稳定，会发生SWNT 管的塌陷，长度则可达几百纳米到几个微米。因为SWNT 的最小直径与富勒烯分子类似，故也有人称其为巴基管或富勒管。 多壁碳纳米管MWNT可看作由多个不同直径的单壁碳纳米管同轴套构而成。其层数从2～50 不等，层间距为0.34±0.01nm，与石墨层间距(0.34nm)相当。多壁管的典型直径和长度分别为2～30nm 和0.1～50μm。多壁管在开始形成的时候，层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常
高红外辐射加热节能技术在铝型材涂装中的应用 高红外辐射加热节能技术在铝型材涂装中的应用 2高红外辐射在铝型材涂层快速固化 有机涂层固化工艺过程可分为两个阶段：即扩散阶段与固化阶段。扩散阶段是热辐射透入涂层的阶段，主要是基材与涂层的预热升温，挥发组分的扩散移出；固化阶段亦称动力学阶段，是辐射作用于化学键的固化阶段，这—阶段要求有较高的温度，在此阶段所发生的化学反应的速度制约着干燥过程的进程，而化学反应的速度根据化学动力学的规程，温度每升高10℃可提高化学反应速度1～3倍，因此，这—阶段最好采用3μm波段左右的高温辐射。 各类有机涂层的成分中大都含有羟基和羧基，其固有振荡频率相应的波长在2.8～3.0μm，因此当红外辐射源的发射波长与有机涂层的强吸收频带对应时，则该辐射能直接作用于化学键，形成谐振状态并引起键的断裂，以达到快速干燥与固化的目的。 由于工件的质量、体积、表面积、导热系数的不同，工件在固化工艺温度下所经过的时间也有很大的不同，因而对铝型材而言，缩短固化时间是完全可能的。 实现快速固化要达到下面3个条件： (1)保证工件在固化过程中上、中、下温度均匀； (2)不论工件大小、质量如何，元件必须能瞬间提供大能量的热源； (3)保证工件表面达到较高温度。 常规的设备(热风炉和远红外炉)都无法同时实现上述3点。 在一定温度范围内，固化效果通常与温度和时间的乘积成正比，因而提高温度可以缩短固化时间。不同的加热方式采取同一固化工艺则效果不同。实践和理论都证明快速固化是可以实现的。采用辐射传热可以缩短固化时间。经快速固化的铝型材表面丰满度、光洁度均比同样条件下传统工艺好。 3高红外加热元件与设备技术分析 3.1石英玻璃加热器技术分析 石英玻璃高红外辐射元件的热源为钨丝，温度高达2200～2400℃，辐射短波能量属近红外线；热源外罩石英管，由于衰减，外面温度约800℃，辐射中波红外线；背衬不锈钢，温度可达500～600℃，辐射低能量远红外线。各波段红外线成分占有比例不均等，使之被加热物的吸收有最佳的能量匹配，并伴随有快速热相应特征。使用寿命5000小时，从传热学分析，石英玻璃加热热效率在50~60%左右。 3.2高能量全波段红外辐射加热器技术分析
纳米碳化硅高辐射率节能涂料 简介：纳米碳化硅高辐射率节能涂料采用空气中燃烧合成制备纳米碳化硅粉体的技术，与传统生产技术相比，该工艺的优点在于：反应合成过程可在空气中进行，无需外加热源及反应设备的投入，属于典型的节能降耗技术；反应原料为常规工业品，成本低、方便可得，且可以保证产品的高纯度；机械活化处理时间短，燃烧合成反应速度快，使得整个生产周期较短；合成的碳化硅粉末产品粒度细小均匀，无需破碎研磨即为纳米级超细粉体。 涂刷纳米碳化硅高辐射率节能涂料后能增加基体表面黑度；由于基体表面的吸收和辐射作用，改变了传热区内热辐射的波谱分布，将热源发出的间断式波谱转变成了连续波谱，从而促进被加热物体吸收热量；高温辐射能量大多数集中在1-5μm波段，而一般的涂料在这一波段的发射率很低，对高温辐射不利，红外辐射涂料可以弥补这一不足。纳米碳化硅高辐射率节能涂料采用了纳米级粉体，与微米级粉体相比，由于破坏了原来物质内部固有的各种化学键，减弱了粒子之间的各种相互作用力，增大了组成物质的基本微观粒子之间的平均间距，因而单位体积内的粒子数会显著减小，从而能够提高热辐射的透射深度以降低吸收指数，更进一步提高物体的辐射率。纳米碳化硅高辐射率节能涂料是一种性能优异的新型工业涂料。 特点： 纳米碳化硅高辐射率节能涂料的性能特点如下： 1）纳米碳化硅高辐射率节能涂料结构稳定，在中、高温坏境均适用； 2）纳米碳化硅高辐射率节能涂料高的半球全向辐射率ε，在常温至1400℃范围内ε始终大于0.85，高温下衰减缓慢； 3）纳米碳化硅高辐射率节能涂料粘接性好，在常温到高温的反复使用条件下，能牢固地粘接在基体上，不龟裂、不脱落； 4）纳米碳化硅高辐射率节能涂料可以保护基体材料，使用寿命长； 5）纳米碳化硅高辐射率节能涂料施工简单、投资较少、见效快、安全无污染、使用范围广泛； 6）纳米碳化硅高辐射率节能涂料节能效果显著，可达15%以上。 技术指标： 纳米碳化硅高辐射率节能涂料的技术指标见下表： 项目技术指标 适用温度/℃600-1500 耐火度/℃≥1790 比重/(kg/m3) 1.65-1.90 黏度/s12 pH值7-8 法向全波段辐射率（ε）≥0.85 热膨胀系数（20-1450℃） 6.5-7.0×10-6 氧化增重率（1350℃）/%≤7 抗热震次数（1100℃）≥12 适用范围： 1）改造工业炉 纳米碳化硅高辐射率节能涂料可用于冶金、石化、陶瓷、医药、机械等行业领域的轧钢
红外辐射涂料的原理及研究 (Auther:毕晨北京 57182233 大家都知道,热量的传导方式有三种:对流、传导和辐射,辐射热是热量传递一种方式。辐射传热是一种高效的非接触传热发生,红外辐射涂料涂覆在发热体表面时,能极大的提高发热体的红外发射率,强化辐射传热过程,增加单位时间内的热量传导,即提高红外辐射传热能力,并可以有效地保护基体材料,利于提高热能利用率,节约资源。 自然界中的一切物体,只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波的形式时刻不停地向外传送和吸收热量,但大部分集中在红外线进行传送热量,这种传送能量的方式称为辐射。物体通过辐射所放出的能量,称为辐射能,简称辐射,辐射量按伦琴/小时(R计算。辐射是一种非接触式传热,在真空中也能进行,辐射还有“对等性”,不论物体(气体温度高低都向外辐射,甲物体可以向乙物体辐射,同时乙也可向甲辐射。 红外线和可见光一样,是一种电磁射线,位于红光外侧,一端与红光邻接,另一端与微波邻接。志盛威华红外辐射涂料研究人员总结发现,光波中的电磁辐射都具有波动性,它又可称为电磁波。因此,红外线具有和可见光同样形式的反射、折射、干涉、衍射和偏振等规律特点,即它既具有粒子性,又兼有波动性特征。光波中波长为0.76-1000μm(微米的区间属于红外区。从理论角度讲,一般可将红外线波长分为4个区:0.76-3μm为近红外区、3-6μm为中红外区、6-15μm为远红外区,大于15μm为极远红外区。在红外加热技术中,大体以4μm(也有人以5.6μm为界限,4μm以下的红外线称为近红外线,4μm以上的红外线称为远红外线。 红外辐射传热就是利用红外线独特的辐射能力加热物体,使物体受热,在一定的温度下,加热物体辐射出具有一定穿透能力的红外波,使被加热物体发生分子振荡,产生能级跃迁,辐射一定波段的红外线,从而产生热量。其特点一是吸热物体均匀受热,二是由内向外加热,从而减少了加热时间,提高能源利用率。北京志盛威华化工有限公司研发的ZS远红外辐射涂料系类,分为ZS-411辐射散热降温涂料和ZS-1061耐
碳纳米管“太空天梯” 未来的“太空天梯” 碳纳米管是由石墨分子单层绕同轴缠绕而成或由单层石墨圆筒沿同轴层层套构而成的管状物。其直径一般在一到几十个纳米之间，长度则远大于其直径。1991年，日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了这一特别的分子结构。 碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。作为人类发现的力学性能最好的材料，碳纳米管有着极高的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率。例如，碳纳米管的单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他任何材料。 目前碳纳米管的研究现状 自从1991年碳纳米管被正式报道以来，为了提高其长度，全世界的碳纳米管研究者进行了大量艰辛的探索。然而一直到2009年，碳纳米管的最大长度只有18.5厘米，直到目前成功制备出单根长度达到半米以上的碳纳米管。这种有限的长度极大地限制了碳纳米管的实际应用。 碳纳米管的优点。 (1)界面层的存在和界面层厚度的增大均降低
碳纳米管和界面层的应力传递效率随长径比的变化了应力传递效率和纤维的饱和应力, 但同时增大了碳纳米管纤维的有效长度。所以界面层比较明显地承担了应力载荷, 则在碳纳米管复合材料中应该考虑界面层存在和界面层厚度的影响。 (2)碳纳米管的长径比只在较小时影响有效长度和应力传递效率。 长径比所影响的具体范围不同, 对碳纳米管有效长度为小于50 , 而对于应力传递效率则小于10 。 (3)碳纳米管的应力传递效率要远比界面层的应力传递效率大。 在碳纳米管复合材料中虽应要考虑界面层的影响, 但应力载荷的最主要承担者仍是碳纳米管纤维。对碳纳米管复合材料的应力场、纤维的饱和应力和应力传递效率以及有效长度的分析, 为碳纳米管复合材料力学性能的分析、结构优化和功能化设计以及寿命预测等做好必要的准备。 碳纳米管的缺点 （1）如何实现高质量碳纳米管的连续批量工业化生产。 碳纳米管的制备现状大致是：MWNTs能较大量生产，SWNTs多数处于实验室研制阶段，某些制备方法得到的碳纳米管生长机理还不明确，对碳纳米管的结构（管径、管长、螺旋度、壁厚等）还不能做到任意调节和控制，影响碳纳米管的产量、质量及产率的因素太多。 （2）有限的长度极大地限制了碳纳米管的实际应用。 提高了碳纳米管的长度，唯一的途径就是尽可能地提高其催化剂活性概率。对于碳纳米管的生长而言，在其生长过程中催化剂失活从而使其停止生长是一个不可逆转的规律，从而造成了超长碳纳米管很难达到很长的长度，并且也使其单位宽度上的生长密度急剧下降。 (3) 对人体的毒害作用 碳纳米管对人体存在一定的毒性作用，目前研究主要集中在肺脏毒性和细胞毒性，表现为可引起肺脏炎症、肉芽肿和细胞凋亡、活力下降、细胞周期改变等。其毒力大小与碳纳米管的特性有关，如结构、长度、表面积、制备方法、浓度、
钢铁研究 RESEARCH ON IRON & STEEL 2000 No.3 P.34-37 提高红外辐射涂料辐射特性途径的分析 欧阳德刚 周明石 张奇光 罗安智 摘 要 从电介质晶体的光谱吸收过程出发,综合分析了各有关因素对其红外辐射特性的影响,提出了改善红外辐射涂料辐射性能的途径,为红外辐射涂料的理论研究和充分发挥其在工业炉窑上的节能效果提供了理论素材。 关键词 红外辐射涂料 晶格振动 自由载流子 光谱吸收 辐射特性 ANALYSIS ON ROUTE TO IMPROVEMENT IN RADIATION QUALITY OF INFRARED RADIATION PAINT Ouyang Degang Zhou Mingshi Zhang Qiguang Luo Anzhi (Wuhan Iron & Steel Corp.) Synopsis Starting from the process of spectral absorption of the electrolytic crystal the present paper comprehensively analyzed factors affecting the feature of infrared radiation and pointed out the proper route to improvement in the radiation quality of the infrared radiation paint, thus providing a theoretical basis for further theoretical study as well as for bringing into full play its role of energy saving in the industrial furnace and kiln. Keywords infrared radiation paint lattice vibration free charge carrier spectral absorption radiation quality 1 前 言 红外辐射涂料以其优越的辐射特性愈来愈为世人瞩目,尤其在高温工作条件下的工业炉窑中,炉内传热以辐射为主。通过合理使用红外辐射涂层,强化炉内辐射传热不仅可以提高加热速度,还能改善加热质量和炉温均匀性,获得良好的节能效果。然而,由于各种炉窑实际工作温度的不同,辐射光谱峰值波长随之而变;同时由于各种红外辐射涂料的光谱吸收特性的差异,导致红外辐射涂料在工业炉窑中的应用效果高低不一［1］。针对上述问题,本文分析了电介质晶体的光谱吸收过程及各有关因素对其光谱吸收特性的影响,探讨了改善红外辐射涂料辐射特性的途径及提高其应用效果的方法。 2 电介质晶体的光谱吸收过程 电介质晶体是由原子、分子、离子、电子等粒子构成,其光谱吸收特性便是这些粒子与电磁波之间相互作用的结果。电介质晶体的光谱吸收大致有以下几种形式:(1)基本吸收;(2)自由载流子吸收;(3)晶格吸收;(4)杂质吸收等。以下逐一分析各种形式的吸收过程。 2.1 基本吸收过程 基本吸收过程是指晶体中电子吸收光子后,由价带跃迁到导带的过程。显然,只有当光子能量h.v大于电子禁带宽度E g时,才能实现这种电子激发过程［2,3］即: h.v≥E g (1)
Material Sciences 材料科学, 2019, 9(1), 18-24 Published Online January 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html,/10.12677/ms.2019.91003 A New Design on Coating Formulation with High Reflectivity Xianming Wang1*, Haonan Liu1,2, Hao Wang2, Yong Wan2# 1China State Key Laboratory for Marine Coatings, Qingdao Shandong 2College of Physics Science, Qingdao University, Qingdao Shandong Received: Dec. 19th, 2018; accepted: Jan. 8th, 2019; published: Jan. 15th, 2019 Abstract According to the principle of photonic crystal, without changing the coating processing technology, just changing the composition of the coating, especially the filler, is sorted according to the refrac-tive index, and then two kinds of coatings A and B with different refractive index are designed. The condition of increasing refractive index is realized by simulation. It is also proposed to improve the coating method, to control the coating thickness accurately, and to implement the ABAB phase mode, in order to realize the coating with high reflectivity in large area effectively, economically and simply. Keywords Coatings, Photonic Crystals, Fillers, Reflectivity, Coatings 一种较高反射率的涂料配方方法设计 王贤明1*，刘浩楠1,2，王浩2，万勇2# 1海洋涂料国家重点实验室，山东青岛 2青岛大学物理科学学院，山东青岛 收稿日期：2018年12月19日；录用日期：2019年1月8日；发布日期：2019年1月15日 摘要 本文依据光子晶体原理，在不改变涂料加工工艺基础上，将现有涂料成分，特别是填料，按照折射率排*第一作者。 #通讯作者。
?建筑材料及应用? 文章编号:100926825(2007)3320174202 碳纳米管的制备工艺与生长机理 收稿日期:2007206219 作者简介:朱宝华(19772),男,重庆交通大学硕士研究生,重庆 400074 朱宝华 摘 要:针对碳纳米管的独特结构和性能,介绍了电弧法、激光蒸发法和化学气相沉积法三种制备碳纳米管的方法,并建 立不同的物理模型,详细阐述了以上三种方法的生长机理,为研究碳纳米管技术提供了参考借鉴。关键词:碳纳米管,生长机理,制备工艺中图分类号:TU551文献标识码:A 碳纳米管(简称CN Ts )自1991年由Iijima 发现以来,立即受 到全球科学家的关注,很快就变成研究最多的纳米材料。碳纳米管分为单壁和多壁两种,由于多壁碳纳米管结构的复杂性,单壁碳纳米管作为理论计算的研究对象,根据形成碳纳米管的石墨面的卷曲方式,它可以分为非螺旋型和螺旋型两类,对于非螺旋型结构,管壁上原子六元环碳链的排列方向平行于管轴时为“椅式”结构,而当其排列方向垂直于管轴则为“齿式”结构。实际上对于大多数碳纳米管而言,管壁上任何碳原子六元环链的排列方向大都既不平行也不垂直于碳纳米管的轴线方向,而是相对于碳纳米管的轴线方向具有一定的螺旋角,碳六元环以这样的方式排列形成的纳米管就是螺旋型的碳纳米管。螺旋型的碳纳米管具有手性的区别,因此也被称为具有“手性”结构的碳纳米管。 碳纳米管的管状结构和较大长度直径比,使其成为理想的和有前途的准一维材料,而且理论预言这种纯碳分子所构成的直径最细、结构多变的纳米管具有很多奇异的性质,必将在纳米材料科学、分子电子器件及纳米生命科学中发挥重要作用。 1 单壁碳纳米管的制备1.1 电弧法 电弧是一种气体放电现象,当电极两端的电流功率较大时, 电极间的气体被击穿,产生几千度甚至上万度的高压,电能在瞬间转化为光能和热能。将石墨棒作阳极插入反应室,与室内已装有的石墨棒(或短铜棒)阴极接触产生电弧后,在电弧区生成的碳纳米管落下,沉积在筒的底部,反应室内充满液氮。此法的突出优点在于液氮提供保护性气氛及缓冲气源,使得产物在惰性气氛下易保存输运,避免了复杂的真空密封装置。1993年,S ?Iijima 等人就是首次用此方法成功合成单壁碳纳米管。 1.2 激光蒸发法 激光蒸发法制备单壁碳纳米管是将一根金属催化剂和石墨混合的石墨靶放置于一长形石英管中间,该管则置于一加热炉内。当炉温升到1473K 时,将惰性气体充入管内,并将一束激光聚焦于石墨靶上。石墨靶在激光照射下将生成气态碳,这些气态碳和 4 混凝土的早期养护 实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。 从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3)防止旧混凝土过冷,以减少新旧混凝土间的约束。 混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果:a.使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。b.使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。 适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果。 从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水 化热的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工过程中应切实重视起来。 5 结语 以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨,虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论,但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一,同时在实践中的应用效果也是比较好的。在施工中要靠多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结,结合多种预防处理措施,混凝土的裂缝是完全可以避免的。参考文献: [1]李惠强.高层建筑施工技术[M ].北京:机械工业出版社, 2005.5. [2]赵建光.浅谈施工质量管理的若干要素[J ].建筑学报,2004 (2):31233. R easons of temperature and cracks during construction of pouring concrete L I Feng 2jun JIANG Chu ang 2feng CHENG Xia Abstract :It analyzes the reasons of cracks in pouring concrete.Through analysis of temperature stress ,it brings forward some measures of controlling temperature and protecting cracks ,and elaborates the early maintaining of concrete ,s o as to av oid the happening of concrete cracks.K ey w ords :pouring concrete ,temperature cracks ,early maintaining ,temperature stress ? 471?第33卷第33期2007年11月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.33No.33Nov. 2007
一、英国萨梅特高效纳米远红外节能涂料简介： 英国萨梅特集团总部位于英国伦敦，公司产品涉及电气、电子、石油、化工、节能、太阳能等领域, 是世界上较早从事节能产品和电能质量产品研发和生产的专业制造厂商。上海萨梅特机电科技有限公司把英国萨梅特节能方面的产品引进中国，全权负责萨梅特在中国市场的产品销售以及相关服务。 工业锅炉、窑炉在企业中量多面广并且使用效率低，能耗浪费严重，存在巨大的节能空间。英国萨梅特研发生产的高效纳米远红外节能涂料在欧美国家广泛应用于以煤、油、气、电为能源的各种工业电炉、加热炉、退火炉、热风炉、锅炉等工业锅炉、窑炉，备受推崇！ 萨梅特高效纳米远红外节能涂料采用全球领先的理想黑体技术（BLACKBODY MODEL），采用优质的黑度较高的材料，节能涂料的平均粒径为1.5NM左右，接近粒子的极限细化状态，是一个接近的绝对黑体模型，具有0.98的吸收率和发射率，喷涂于锅炉、窑炉炉膛受热面，可以最大程度地提高锅炉、窑炉的热效率，实现良好的节能效果，并且施工后的涂层抗结焦、抗结渣、耐酸碱、耐氧化、耐腐蚀、耐磨损，有利用锅炉、窑炉的运行安全和延长使用寿命。 二、节能原理： 传热有三种方式：对流、辐射和传导，辐射是以发射电磁波传递热量，其发射量与绝对温度的4次方成正比，并且以绝对黑体发射量为最大。通常物体与绝对黑体相比较其吸收和发射辐射热能的大小，以“黑度”来表示。所以，为了提高炉衬耐火材料对辐射能的吸收，就必须提高其黑度。萨梅特高效纳米远红外节能涂料采用全球领先的理想黑体技术（BLACKBODY MODEL），采用优质的黑度较高的材料，节能涂料的平均粒径为1.5NM左右，接近粒子的极限细化状态，是一个接近的绝对黑体模型，具有接近1的吸收率，根据基尔霍夫定律得知，发射率与吸收率相等，因此也具有接近1的发射率，可以最大程度地提高窑炉、锅炉的热效率，实现良好的节能效果。
辐射传热涂料 辐射传热涂料，以辐射传热的方式帮助基材降温或者提高热效率的涂料。 工业窑炉、炉膛、锅炉，通常燃烧工作温度在1000℃以上的高温，炉体结构材料主要是各种耐火材料如高砖、石英砂、粘土砖、浇注料、陶瓷纤维等，它们既是炉体的结构材料，又是隔热保温、耐磨抗冲刷材料，还参与辐射热交换过程，它们的热辐射性能和保温性能决定了窑炉的热效率，这样使用单一的材料很难达到牢固结构性、高保温性和高辐射性要求。 一般而言，当窑炉、炉膛内的温度在900℃以上时，热量传递以辐射为主，辐射传热是对流传热的15倍，占80%以上。高温辐射能量波长大多数集中在1~5μm波段，比如1000℃和1300℃时，分别有76%和85%的辐射能量集中在这一波段内，一般的耐火材料在这一波段的发射率很低，大量的热量通过炉壁向别处传递，内部物料温度降低，造成了大量的热量浪费、成本提高，甚至于物料温度达不到设定温度，造成工艺失败。 辐射传热涂料，通常采用无机硅酸盐复合体系作为成膜物质，加入过渡族元素氧化物、氧化锆、稀土氧化物等填料，使得固化成型涂膜具有良好较高且稳定的红外发射率，耐温性能稳定，高温下辐射率强、耐蚀性好、硬度高、耐磨性能优。 其工作原理并不是反射传递过来的热量，而是先吸收辐射和对流的传热，在将吸收热量的85~95％以辐射传热的形式辐射出去，被
低温内壁和加热体吸收，从而提高了热量的利用效率。 以志盛威华的ZS-1061为例，ZS-1061耐高温远红外辐射涂料在1~15μm波谱范围内都具有很高的发射率。常温下耐火材料的发射率一般为0.6~0.8，随着炉温的升高，辐射率还会大幅度下降，高温下只有0.4~0.5，而ZS-1061耐高温远红外辐射涂料在800℃至1800℃都可以一直保持0.9以上的红外发射率。
第28卷 第4期Vol 128 No 14材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering 总第126期Aug.2010 文章编号:167322812(2010)0420555204 碳纳米管原位包覆金属锡纳米线的制备方法及其生长机理 谭俊军,寿庆亮,牛 强,孙晨曦,崔白雪,张孝彬 (浙江大学材料系硅材料国家重点实验室,浙江杭州 310027) 【摘 要】 采用直接沉淀法制备出粒径为10nm 以下的二氧化锡(SnO 2)颗粒,将其作为前躯体采 用CVD 法原位生长碳纳米管,通过XRD 、SEM 、TEM 等方法观察了该复合物的微观结构,对其生长机理做出了合理的推断。 【关键词】 锡纳米线;原位包覆;碳纳米管;CVD ;生长机理 中图分类号:TB383 文献标识码:A In 2situ Preparation of CNT 2encapsulated Sn N anowires and Investigation of the G row th Mechanism TAN Jun 2jun ,SH OU Q ing 2liang ,NIU Q ing ,SUN Chen 2xi ,CUI B ai 2xue ,ZHANG Xiao 2bin (State K ey Lab of Silicon Materials ,Department of Materials Science and E ngineering ,Zhejiang U niversity ,H angzhou 310027,China) 【Abstract 】 SnO 2nanoparticles wit h an average diameter less t han 10nanometers have been synt hesized by chemical p recipitation met https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html, T 2encap sulated Sn nanowires were prepared by a chemical vapor depo sition (CVD )met hod over as 2synt hesized SnO https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html, T 2encap sulated Sn nanowires were characterized by X 2ray diff ractomet ry (XRD ),transmission elect ron micro scopy (TEM ),scanning elect ron micro scopy (SEM ).It s growt h mechanism was investigated. 【K ey w ords 】 Sn nanowires ;in 2sit u encap sulation ;carbon nanot ube (CN T );CVD ;growt h mechanism 收稿日期:2009212210;修订日期:2010201213 作者简介:谭俊军(1985-),男,硕士研究生,研究方向:纳米材料在电池材料中的应用。E 2mail :tanjunjun_zju @https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html, 。通讯作者:张孝彬(1948-),教授,E 2mail :zhangxb @https://www.doczj.com/doc/2c19079500.html, 。 1 引 言 自碳纳米管被发现以来[1],一维空腔结构作为其最重要的结构特征之一,受到了人们的广泛关注。碳纳米管包覆纳米材料的性能、制备及应用也已成为碳科学与材料科学领域的又一研究热点。1992年Broughto n J.Q.等人[2]从理论上论证了将外来物质填充入纳米碳管的可能性。理论计算和实验研究的结果表明,在纳米碳管的内腔中,填充物质的自身结构和性质与宏观状态相比发生了变化。碳包覆金属纳米线是一种新型的碳包覆金属复合材料,由于纳米金属线处于碳包覆结构的内部,被碳层或者碳纳米管禁锢在很 小的空间,从而避免了环境对纳米金属线的影响,另一 方面也在一定程度上解决了纳米金属线自身的体积膨胀收缩问题。另外由于碳包覆层的存在,改善了某些金属与生物体之间的相容性,因而在医学方面也具有潜在广阔的应用前景。目前研究者通过物理填充、化学填充、原位填充等诸多途径将三十几种元素填入到了纳米碳管中。Hsu W.K.等人[3,4]利用一种原位填充的方法即熔盐电解法合成出了碳管包覆的Sn 和Sn -Pb 合金纳米线,但此方法工艺复杂且产率较低。另外一种可以将金属Sn 填充入纳米碳管的原位填充法为电弧放电法[5],此种方法的填充效率非常低,且填充的Sn 很难形成纳米线。J.Y.Lee 等人[6]以及S.H Lee 等人[7]利用化学气相沉积方法合成出了碳管包覆
远红外辐射元件及涂料 一、远红外辐射元件的分类 1、以供热方式分 旁热式：由外部供热给辐射体产生辐射能。如电热丝 供热给辐射体。 直热式：电热元件既是发热体又是辐射体。如电阻带 2、以结构形式分 灯状辐射元件金属氧化美管 管状辐射元件碳化硅管 板状辐射元件乳白石英玻璃管 二、管状远红外辐射元件 1、金属氧化镁管 （1）结构 基体材料：常用普通碳钢 热源：电热丝，管隙充填氧化镁粉（具有良好的导 热性绝和缘性）。 基体表面涂复远红外涂料 （2）在炉体上的安装 ①金属基体，机械强度高，寿命长，更换维修方便。 ②容易制造出各种形状
③金属基体高温下（600 。C ）出现可见光，使红外线所占比例减少。 ④ 1m 以上金属管高温下易产生变形，易出现烘烤不均 的现象。 ⑤远红外涂料易脱落。 2、碳化硅管 （1）结构 特点： （1）碳化硅是一种良好的远红外辐射材料，远红外区的辐射率较高，与食品的吸收光谱匹配可达到较好的匹配效果，节能较明显。 基体：碳化硅管 含碳化硅65% 粘土35% 混合、成型、烧结而成 热源：电热丝 碳化硅具有绝缘性， 所以不需要添加充填物 涂层：表面涂有远红外 涂料
（2）制造工艺简单，成本低、涂层不易脱落。 （3）抗机械振动性能差，易断裂。 （4）隧道炉更换较困难，箱式炉用的较多 （5）热惯性较大，升温时间较长。 特点： （1）通电自热，不用电热丝。 （2）单位面积发热量大，温升快，节电效果明显。 （3）成本高。 （4）使用安装技术性强 4、乳白石英玻璃管 基体：乳白石英玻璃管 特点： （1）光谱辐射率高，ελ3~8μm,11~25μm ελ =0.92 （2）电能辐射能转化率高η=0.65~0.7 （3）热惯性小，通电到热平衡时间为2~4分钟 （4）不需涂层，基体直接辐射远红外线，无涂层脱落。（5）节电明显，优于金属管、碳化硅管。 （6）成本高，易碎。 节电机理: （1）电能辐射能转化率高η=0.65~0.7 （2）可达到最佳匹配 三、板式热元件
高温红外辐射涂料的节能效果试验研究 赵立英，李雪峰，肖 鹏，刘平安 （广东省超硬与电磁功能材料工程技术研究开发中心，广东佛山528216） 摘要：分析了高温红外辐射涂料的节能原理，介绍了研制的KTW 高温红外辐射节能涂料在实验室、工业锅炉、工业炉窑上的节能试验效果。该涂料成本低，施工工艺简单，涂层发射率稳定，耐热震稳定性良好，使用寿命长，综合效益明显。 关键词：红外辐射涂料；辐射强化传热；工业炉；节能中图分类号：TQ 637.6 文献标识码：A 文章编号：1001－6988（2013）05-0053-03 Experiment Study on Energy Saving Effect of High Temperature Infrared Radiant Coating ZHAO Li -ying ，LI Xue -feng ，XIAO Peng ，LIU Ping -an （The Superhard and Electromagnetic Materials Engineering and Technology Research Centers of Guangdong Province ，Foshan 528216，China ） Abstract ：The energy saving mechanism of high temperature infrared radiant coating was analyzed ，and the energy saving experimental effect of the developed KTW high temperature infrared radiation energy saving coatings in test room ，industrial boiler and industrial kiln was introduced．The coating has low cost ，simple construction process ，stable coating emissivity ，good thermal shock resistance ，long service life and obvious comprehensive benefit． Key words ：infrared radiant coating ；radiant heat transfer enhancing ；industrial furnace ；energy saving 收稿日期：２０１３－０５－０７ 基金项目：广东省省部产学研基金资助项目（２０１３０９０１）；粤港关 键领域重点突破基金资助项目（２０１０Ｚ５１０７）． 作者简介：赵立英（１９７８—），男，工学博士，主要从事表面涂层材料 的研究与应用工作． 工业炉窑和工业锅炉是生产中能耗量最大的设备，其能源消耗约占全国工业能源消耗的60％［1－3］。影响工业炉能耗的因素有很多，但是节能措施一般都离不开设备改进、余热利用和采用新技术、新工艺等几个重要方面。 高温红外辐射节能技术是在炉内壁和吸热面涂覆高温红外辐射涂层材料，强化炉内辐射传热，以提高工业炉的能源利用率和产能，延长工业窑炉使用寿命，实现节能减排和降低生产成本的目的［4－5］。国内早期主要是将多种辐射粉体基料和粘接剂采用简单的机械混合方式制备红外辐射涂料，实际应用中出现辐射性能不佳、衰减速度快和涂层脱落等问题，使其应用和推广受到一定影响［6］。随着材料制备技 术和红外辐射机理研究的不断发展，材料设计及其复合技术给红外辐射材料的研制注入了新的活力，使红外辐射材料的构成逐步从单种物质或混合物向复合材料发展［7］。作者以过渡金属氧化物经高温固相反应形成尖晶石结构的红外陶瓷粉料和堇青石高温焙烧制备了发射率稳定的复合红外辐射陶瓷粉料，在2～25μm 波段范围内具有高的红外光谱辐射率，通过掺加堇青石后的烧结材料克服了过渡金属氧化物烧结料膨胀系数大的缺点，涂层具有良好的耐热震稳定性。同时开展了该红外辐射涂料节能效果的试验研究工作和节能机理探讨。 1红外辐射涂料节能机理的定性分析 对于工业锅炉来说，水冷壁管向火面吸收的热 量主要来自炉墙辐射方式传递的热量，然后以热传导的方式与水冷壁管内部流动的水进行热量交换。以前锅炉节能改造主要是强调炉壁耐火材料的绝热性能等减少热量损失，而忽视了锅炉水冷壁管直接 Industrial Furnace 2013年9月 Sep.2013 53
耐高温远红外涂料热节能效果分析 高温红外辐射涂料涂层和隔热保温涂料都热节能的重要材料，但是两种涂料对于热节能的方式不同，高温红外辐射涂料主要是热辐射节能，隔热保温涂料主要是热传导节能。例如在在工业炉内涂刷辐射率高的涂料——ZS-1061耐高温远红外辐射涂料，辐射系数达到 ZS-1061耐高温远红外辐射涂料 1、产品概述: 耐高温远红外辐射涂料是一种耐高温、强辐射率、耐蚀性和高耐磨性的特种功能节能涂料,是北京志盛威华公司采用纳米技术,有机-无机IPN技术历经多年研制而成。 工业窑炉、炉膛、锅炉,通常燃烧工作温度在1000℃以上的高温,炉体结构材料主要是各种耐火材料如高砖、粘土砖、浇注料、陶瓷纤维等,它们既是炉体的结构材料,又是保温隔热材料,还参与辐射热交换过程,它们的热辐射性能和保温性能决定了窑炉的热效率,这样使单一的材料很难达到牢固结构性、高保温性和高反射性要求。 北京志盛威华公司针对以上炉体工作情况,在经过上千次试验和具体炉体使用证明,采用ZS-1061耐高温远红外辐射涂料,通过涂料涂层红外辐射,改善炉内热交换、提高炉膛内温度场强及均匀性、使燃料燃烧更充分,达到增加热效率,大大提高耐火材料热效率,减少能耗、节约能源和延长炉体内衬使用年限。 2、涂料组成: 采用过渡族元素氧化物和氧化锆、硅酸盐耐火材料,高温掺杂形成固溶体,既增加了杂质能级,提高红外辐射系数,又保持了相应的耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等优异性能,提高涂层的整体强度和致密性。 稀土元素氧化物(如Y2O3的掺入能提高反应物的活性,同时也是掺杂和稳定涂层结构的优选材料。 基料:采用北京志盛威华公司自行研发的具有较高的可见光和近红外光反射率、较高的热红外发射率和高温稳定性等特殊性能,同时还具有良好的物理性能、化学性能和施工性能的基料。 志盛牌ZS-1061耐高温远红外辐射涂料无毒、无味、对人体无害、不污染环境、存放期长、粘接性能好、使用寿命长,施工方便、操作简单。 3、涂料参数: 1、红外波段平均辐射率:ε>0.9; 2、涂层工作温度:≤1800℃; 3、容重:1.8-2.2g/cm3; 4、涂层热冲击能力:抗热震极佳,涂层不龟裂,不脱落; 5、耐高温氧化腐蚀性:好; 6、附着力:1级; 7、线膨胀系数:6×10-6/℃; 8、储存期:6个月以上; 4、性能特点: ①、涂层结构致密,保护内衬,有很好的耐磨、耐腐蚀性。 ②、与基体结合力强,涂层能渗透基体形成过渡层和涂层的结构,耐机械冲击和热冲击。 ③、高强度耐磨、耐腐蚀、耐高温。 ④、提高涂料的黑度,使其在波长2.5-15μm的光谱区间,发射率都在0.95以上,并对增黑剂进行了稳定化处理,提高了抗老化性能,大大延长了涂层使用寿命。 ⑤、提高炉膛的使用效率,缩短升温时间。 ⑥、提高锅炉对燃料的适应能力,特别是低质燃料的适应性。工业远红外辐射节能涂料(精)
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