用于辐射节能的纳米功能陶瓷材料制备及产业化

本课题将研究两类红外辐射纳米陶瓷涂层材料的设计、制备技术及其工业节能应用技术，并实现其产业化应用。其中，两类材料的设计、制备技术包括：“氧化物/非氧化物纳米红外辐射陶瓷粉体材料”的制备技术以及“辐射节能涂料的制备及涂覆”技术。以上材料的工业节能应用技术包括：针对我国的两类主流热工炉窑设备，即在钢铁行业的高温空气燃烧装备（High Temperature Air Combustion, HTAC）装备和耐火材料行业的热工炉窑装备，通过纳米陶瓷涂层材料的强化辐射传热作用，实现辐射节能，进而实现工程示范应用；通过示范应用，进一步优化并提升纳米涂层材料的应用技术，建立其辐射节能机制并实现长效过程节能；获得系统完整的节能评价数据，为在全国范围内推广该辐射节能新技术提供基础数据支持。
技术创新性：
    完成具有自主知识产权的的红外辐射率ε≥0.94的Al-SiC纳米陶瓷粉体和ε≥0.93的Al-La-Zr基纳米共晶氧化物陶瓷粉体两类材料的制备技术及批量化中试生产；建立年产30吨的高红辐射率的纳米陶瓷粉体的中试生产线；完成以上述两类粉体材料为主相的高发射率红外辐射节能涂料的制备技术及批量化中试生产，建立年产100吨的红外辐射节能涂料的生产线；实现在重质高铝砖和硅砖的表面涂覆，以及在堇青石蜂窝陶瓷的内孔涂覆；在两个行业的代表性炉窑装备上，即钢铁行业的HTAC装备和耐火材料行业的热工炉窑装备上应用，使之在一年服役期内，发射率衰减≤10%，实现≥10%的节能效果。
社会经济效益：
    通过用户使用该节能涂料产品带来的节能收益，按节约天然气计算，应该在3500万元/年以上。该产品由于不存在高温氧化问题，很可能成为可用于超高温以及高温炉窑的通用型辐射节能产品，则其直接和间接的经济效益将更加可观。本课题的实施以辐射节能给传统热工窑炉的节能减排带来新的思路和途径，以纳米材料技术提升传统产业做出实质贡献，将对我国以至全球的环境的保护和改善具有重要的意义。