[发明专利]一种SiC耐火材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料，尤其涉及用于陶瓷行业窑具的SiC耐火材料。

背景技术

SiC耐火材料是用以烧成陶瓷的特种窑具材料。它具有优良的高温性能，能 烧成高质量的陶瓷制品。但是SiC是共价键化合物，它很难被烧结，要作为耐 火窑具使用，必须采用结合剂结合。一般将其按结合剂类型分为氧化物结合碳 化硅、氮化物结合碳化硅、重结晶碳化硅等。其中氮化物结合碳化硅和重结晶 碳化硅材料的使用性能比较好，但工艺复杂，生产成本高。与本发明有关的是 氧化物结合碳化硅耐火材料。

中国专利(申请号：93111660.0，公开号：CN1099017A)公开了一种以粘土 结合的碳化硅耐火材料，此种材料在高温下液相比较多，且温度越高液相粘度 越小，使得材料的机械强度和抗氧化性能随着温度的升高而降低。因此，粘土 结合的SiC窑具使用寿命和使用温度都受到限制。

硅微粉是硅铁电炉冶炼过程中产生的一种粉尘，其主要成分为SiO₂，由于 微粉粒子超细，活性高，在高温下能促进窑具材料烧结，可以做为SiC窑具耐 火材料的结合剂。但由于硅微粉为无定性态，在高温下会析晶，析出晶相为α —方石英，其结构疏松，同时晶型转变时伴随较大的体积效应，影响窑具质量， 目前解决的办法是加入矿化剂，促使生成的α—方石英转变为α—磷石英。但矿 化剂的加入使得SiC材料在烧成时会有低熔物产生，导致SiC材料在使用中易 产生开裂及高温抗弯强度下降。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种机械强度高、抗氧化性能好、成本低的 SiO₂结合SiC耐火材料及其生产方法。

为实现上述目的，本发明碳化硅耐火材料是由以下重量份的物质均匀混合、 压制成型、煅烧而成的：

8～20目碳化硅20～40份，36～80目碳化硅25～45份，小于240目的碳 化硅20～30份、二氧化硅微粉0.5～9份、结晶硅粉0.5～7份、金属钛粉0.1～ 8份、粘结剂0.1～3份和水2～7份。

所述的二氧化硅微粉、结晶硅粉和金属钛粉的粒径小于88μm；

所述的碳化硅的纯度大于97％。

所述的粘结剂为糊精或CMC(羧甲基纤维素)。

为了进一步提高碳化硅耐火材料的性能，所述的小于240目的碳化硅是绿 色碳化硅，8～20目和36～80目的碳化硅是黑色碳化硅或绿色碳化硅。

本发明碳化硅耐火材料的制作方法步骤如下：

将上述物质混匀后困料24-48小时，振动压制成型，成型后的坯体自然干燥 24小时，在110℃下干燥4～24小时，然后在1350～1550℃温度下保温煅烧2～ 8小时。

本发明碳化硅耐火材料主要用于制作窑具，如用于制作棚板、支柱等

由于本发明以金属Si粉和Ti粉为原料，利用金属的延展性，提高材料的成 型性能及成型后坯体的强度，减少搬运过程中的破损率。同时材料在烧成的过 程中，由于金属优先氧化，从而提高SiC的抗氧化性能，且金属在高温下熔融 后，有助于硅微粉析晶后形成的α—方石英转变为α—磷石英。故所得到的SiO₂结合碳化硅耐火材料具有良好的使用性能。

本发明碳化硅耐火材料的各项技术指标按照国家标准经过检验，材料成型 后的抗折强度为5～7MPa，烧后材料的体积密度达到2.6～2.7g/cm³，在1450℃ 下材料的高温抗折强度可以达到35～45MPa，在1100℃水冷条件下材料的热震 稳定次数可以达到150次以上。从检测结果可以看出，本发明碳化硅耐火材料 的成型强度高、高温强度和热震稳定性好，且生产成本与氮化物结合和重结晶 结合碳化硅耐火材料相比降低20％～30％。

具体实施方式

实施例1