[发明专利]含单质硅的高热态强度高铝质预制件

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料，特别是涉及一种含单质硅的高热态强度高铝质预制件。

背景技术

目前，耐火材料在材质上主要以氧化物材料和碳复合材料为主。以氧化物为主的耐火材料通常脆性较大，难以同时满足高强度和良好热震稳定性的要求。碳复合耐火材料是在氧化物类耐火材料中引入石墨等炭质组分，从而达到改善氧化物类耐火材料脆性的目的。但此类材料存在抗氧化性差、导热率过高以及使用范围有限等缺点。在此基础上，在氧化物体系中引入金属Al、Si或Si₃N₄、Sialon等非氧化物相的做法成为耐火材料领域的一个新的研究热点。

众多研究表明，氧化物-非氧化物复合材料具有较高的高温强度和抗氧化性能，优良的抗热震性、抗侵蚀性能，可望成为高温工业关键部位使用的新一代优质高性能耐火材料。

高铝质预制件通常采用浇注料的方法预制成形，个别产品需要再经高温烧成。普通高铝质预制件的综合性能不够高，例如：热态强度低、脆性大，难以满足使用要求，应用范围有限，产品附加值低。因此，开发性能优异的预制件产品，并对产品质量实现可控，是一种有效保证用户行业稳定生产的途径，也是耐火材料行业目前急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含单质硅的高热态强度高铝质预制件。利用本发明技术方案制备的含单质硅高热态强度高铝质预制件，其高温性能、热震稳定性和体积稳定性均优于普通高铝质预制件。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种含单质硅的高热态强度高铝质预制件，所述高热态强度高铝质预制件是通过以下方法制备而成：

a、原料组成：以重量百分含量表示，所述含单质硅高热态强度高铝质预制件的原料中含有高铝矾土80～90%，单质硅1～10%和结合剂5～10%；所述结合剂为水合氧化铝、铝酸钙水泥和硅灰三者中的任两种或三种的混合物，三者混合时的重量混合比例为1：1～2：1.5～3；

b、按照步骤a所述的含单质硅高热态强度高铝质预制件的原料组成称取各种原料，另外加入分散剂，分散剂的加入量为步骤a中所述原料总重量的0.1～0.5%，然后将各种原料和分散剂采用搅拌机干混至均匀，得到干混物料；

c、在步骤b得到的干混物料中加入占干混物料总重量6～8%的水，搅拌均匀，然后注入模具中，在振动台上或借助振动棒振动成型，成型后得到预制件；

d、将步骤c得到的预制件在模中于室温25℃下养护1天，然后脱模，脱模后再于室温25℃下自然养护1天，将自然养护后的预制件放入烘烤窑中进行烘烤，烘烤温度为100～150℃，烘烤时间为24～72小时；

e、将步骤d烘烤后的预制件放入高温窑中，在1350～1500℃下高温烧成，达到1350～1500℃时保温时间为16～48小时，烧成后停窑，冷却至室温，出窑复检并装箱，得到产品含单质硅的高热态强度高铝质预制件。

根据上述的含单质硅的高热态强度高铝质预制件，步骤a中所述高铝矾土中Al₂O₃的含量≥75%；所述高铝矾土是由粒度为8～5mm高铝矾土15～25%、5～3mm高铝矾土10～20%、3～1mm高铝矾土10～20%、1～0.1mm高铝矾土15～25%、180目高铝矾土5～15%和320目高铝矾土1～10%组成。

根据上述的含单质硅的高热态强度高铝质预制件，步骤a中所述单质硅中Si含量≥98%；所述单质硅是粒度为150目单质硅和200目单质硅中的任一种或两种的混合物；所述150目单质硅和200目单质硅两种混合时的混合重量比例为1：1～3。

根据上述的含单质硅的高热态强度高铝质预制件，步骤b中所述分散剂为常用无机类分散剂或常用有机类分散剂，加入量为干混物料总重量的0.1～0.5%。

根据上述的含单质硅的高热态强度高铝质预制件，所述常用无机类分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。

根据上述的含单质硅的高热态强度高铝质预制件，所述常用有机类分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和聚丙烯酰胺中的任一种。

本发明的积极有益效果：