王维娜淤WANGWei-na曰吴玲敏淤WULing-min曰董浩于DONGHao
（淤河套学院，巴彦淖尔015000；于巴彦淖尔市明扬建筑公司，巴彦淖尔015000）
（淤HetaoUniversity，Bayannaoer015000，China；
于MingyangConstructionEngineeringLimitedLiabilityCompany，Bayannaoer015000，China）
摘要：本文通过分析高铝空心微珠的物理、化学性质，列举了高铝空心微珠在填料中特别是在摩擦材料中的优异性能，指出将高铝空心微珠作为填料加入摩擦片，能够提高摩擦片的耐磨性、绝缘性和耐腐蚀性，适合在摩擦材料填料中推广使用。
Abstract:Throughtheanalysisofphysical,chemicalpropertiesofhighaluminumcenosphere,thispapercitedthehighaluminumcenosphereinthefillingparticularlyexcellentperformanceinfrictionmaterials,pointedoutthatthehighaluminumhollowbeadsasfillercanimprovethefrictionplate,frictionplateabrasionresistance,insulationandcorrosionresistance,andsuitableforuseinfrictionmaterialfiller.
关键词：空心微珠；资源化利用；摩擦材料
Keywords:cenosphere；resourceutilization；frictionmaterial
中图分类号院TB34文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）20-0066-02
0引言
随着近年来电力工业的迅速发展，造成了粉煤灰排放量的急剧增加，给生态环境造成了巨大的压力。而我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，所以对粉煤灰的资源化利用，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决环境污染与资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是发电行业所必须解决的任务之一。空心微珠的高附加值应用作为粉煤灰的一个应用方面，近年来得到了越来越多的关注。
1高铝空心微珠的性质
高铝空心微珠具有鲜明的外观，为银白色标准球形，由于球形是自然界中相同体积下表面积最小的各向同性的物体，使得空心微珠在作为填料的应用中具有无可比拟的优越性。通过研究发现高铝空心微珠是外表为球形、空心、外壁坚硬、壁厚约为直径的8-10%、微米尺度的细小玻璃体，主要由Al2O3和SiO2组成。球内为负压低真空，一般为0.18耀0.20个标准大气压，球内含有58%耀85%CO2，41%耀15%的N2，以及微量的CO。图1为高铝空心微珠的显微照片。
高铝空心微珠具有优异的物理化学特性，主要表现在：
1.1物理特性
淤粒径细：0.1耀200滋皂；
于表观密度小：2.0耀2.2g/cm3；
盂耐火度高：一般为1600耀1750益，其变形温度T1逸1500益，T3融化温度逸1700益；榆硬度（M）高:5耀7（莫氏硬度）；
虞比电阻高：常温跃1014赘·cm，100益耀200益跃1016赘·cm；愚吸油值低：表1为多钟常用填料的吸油值比较，从中可以看出高铝空心微珠的吸油值最低，可大量填充，特别适用于PVC软制品（如人造革、鞋底料等）的加工生产，可减少增塑剂的用量，大大降低成本；
舆线膨胀系数小：（4耀6）伊10-6/益；余折射率：1.5-1.6豫；
俞导热系数：高铝空心微珠球内含有58%耀85%CO2，41%耀15%的N2，以及微量的CO。特殊的内部结构使得其导热系数较其它填料有着更好的隔热性能：常温时小于0.05W/m·k，700益下小于0.107W/m·k，1000益下小于0.132W/m·k[1]；
逾耐压强度高：由于高铝空心微珠的中空特性，球内为负压低真空，一般为0.18耀0.20个标准大气压，耐压强度为50滋m臆600MPa，20滋m臆1000MPa，10滋m臆5000MPa。
1.2化学成分表2为高铝空心微珠中含有的各种化学物质及其质量百分含量。
化学性质与化学成分中的主要物质有直接关系，化学成分表中可看出，高铝空心微珠主要由Al2O3，SiO2组成，化学性质与Al2O3，SiO2的特性有关。
2高铝空心微珠在摩擦材料中的应用前景分析
2.1高铝空心微珠的应用特性高铝空心微珠的高抗压强度、低密度、良好的耐磨性、较低的热传导系数等诸多特点[3]，使其成为具有良好物理、化学和力学性能的高性能复合材料。高铝空心微珠作为一种优质填料，在摩擦材料的应用中，通过实验得出填加此微珠的摩擦材料具有如下特性：
淤流动性好、产品尺寸稳定：高铝空心微珠的粒径为0.1耀200滋皂，表面呈球形，拥有优异的流动性能，可提高生产效率、降低能耗；并由于空心微珠的各向同向性，最大限度地提高了制品尺寸的稳定性。
于堆积密度小：高铝空心微珠的特点之一为空心，比重为2.0耀2.4，比云母小，使得添加空心微珠的制品比重明显减小。
盂热稳定性好、阻燃：高铝空心微珠球内含有的大量CO2和N2。CO2的导热系数为0.0139mol/K，静态空气的导热系数为0.024mol/K，使得添加空心微珠的制品的热变形温度明显升高。填充空心微珠的制品大大提高了熔点，另外由于CO2的阻燃性，在事故发生时提高了制品的阻燃性。
榆耐高温：高铝空心微珠为球内负压低真空的球体，其内含有大量的CO2气体，而国外研究表明对于CO2而言，它的分解温度为1538益，CO2耐火度为1600耀1750益，同比于其他制品，添加了高铝空心微珠的制品显出其耐高温的特性。
虞高温隔热：对于高铝空心微珠，铝含量最高可达到53.37%。铝含量高的微珠的反射系数大，常温下反射系数为25%，折射率比较高，为1.5耀1.6。添加高铝空心微珠的制品耐老化、抗紫外线、高温隔热，提高制品的抗老化性[2]。愚绝缘性好、耐磨：高铝空心微珠特殊的内部结构———负压低真空，使得添加微珠的制品在温度高时的绝缘特性提高，即温度升高后，分子运动加剧，CO2的体积膨胀，CO2与N2的绝缘特性得到更好的发挥。同时其特殊的负压特性，使得微珠有更好的耐压强度，粒径为10滋m的微珠的耐压强度达到5000MPa，增加了填充制品整体的耐磨特性。
舆耐腐蚀性强:高铝空心微珠的主要成分为Al2O3和SiO2，可在各种有机溶液及酸、碱溶剂中保持稳定。
2.2高铝空心微珠在摩擦材料领域的应用前景分析在将空心微珠作为填料应用于工业填料领域国内外学者均作了大量的研究，研究表明在填料中加入一定量经表面改性的空心微珠，在降低基体密度的同时还可改变基体的刚度、强度及稳定性。对空心微珠铝基复合材料性能研究最系统的机构———美国密尔沃基大学研究认为：空心微珠的加入能显著降低材料的密度和热膨胀系数，提高抗磨强度，同时随着空心微珠加入量的增加，材料的密度和热膨胀系数逐渐降低，热稳定性、抗磨强度不断提高[4]。目前，国内外市场上的汽车刹车片主要是由酚醛树脂、增强纤维及各种矿物填料复合而成，酚醛树脂是最古老的合成材料之一，耐热性能和力学性能已经不能适应发展中的汽车工业的需要。而高铝空心微珠这种新型填料，不仅无毒无害，使用安全，实现高附加值应用，而且还可以改善产品的性能。
3结论
综上所述，高铝空心微珠作为一种新型工业填料，由于其自身的高耐磨特性、良好的绝缘性、较强的耐腐蚀性，均在摩擦材料中得以凸显，可以说这种空间时代的新材料在填料市场中的优越性是不言而喻的。特别是在摩擦片需要日益增加的今天，作为一种新型填料具有极大的社会利用潜力。在竞争中求生存、创新中求发展的社会中，新材料正向结构功能复合化的方向发展。高铝空心微珠作为一种新型结构功能复合化的材料，无疑将成为摩擦片填料市场的新鲜元素，必将在未来的市场中发挥巨大的潜力。
参考文献：
[1]李云凯,王勇,高勇,钟家湘.粉煤灰空心微珠性能的测试研究[J].硅酸盐学报,2002，30（5）：664-667.
[2]全北平,徐宏,古宏晨,丁文江.粉煤灰空心微珠的研究与应用进展[J].IM驭P化工矿物与加工,2003，11：31-33.
[3]毛倩瑾，于彩霞等.空心微珠表面金属化及其电磁防护性能研究[J].北京工业大学学报,2009,3:108-111.
[4]李波,林刚,万贵根,罗燕，应文龙.空心微珠增强铝基复合材料细观力学[J].材料热处理技术,2009,1:66-69.