[发明专利]一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高温陶瓷和耐火材料技术领域，具体涉及一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。

背景技术

莫来石是一种优质的耐火材料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大和抗化学腐蚀性好等特点。但在自然界中存在的莫来石矿极少，通常是采用人工合成的方式制备，在高温陶瓷和耐火材料领域得到广泛应用。但是研究发现莫来石不但会在碱质(Na₂O,K₂O)作用下分解，而且RO(MgO, CaO)同样能促使莫来石分解。此外，还原气氛(CO)亦导致莫来石分解，由此限制了莫来石材料的应用。

为了充分利用莫来石材料优异的性能，扩大莫来石材料的使用范围，研究者开发了含莫来石的复相材料，这些材料包括：锆莫来石、堇青石-莫来石、碳化硅-莫来石等。这些复相材料的合成和实际应用也存在着一些问题，比如堇青石-莫来石对合成温度的控制及其苛刻；锆莫来石复相材料生产成本高；碳化硅-莫来石实际上是在原料中直接引入全部或部分的碳化硅以及莫来石，显微结构的均匀程度较差，以上莫来石复相材料难以满足在碱性和还原气氛下长期使用的要求。

发明内容

本发明旨在克服现有莫来石材料在碱性和还原气氛下使用的缺陷，目的是提供一种工艺简单、成本低和环境友好的六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法；所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好，且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料，混合均匀，压制成形，静置12~24小时；再在110℃温度条件下干燥12~24小时，然后在1400~1800℃条件下烧成1~8小时或1600℃~2500℃温度下电熔1~8小时，自然冷却，即得六铝酸钙-莫来石复相材料。

所述原料中：Al₂O₃:SiO₂:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。

所述氧化铝粉的粒度1~200μm。

所述氢氧化铝粉的粒度1~200μm。

所述钙长石粉的粒度1~200μm。

所述氧化硅粉的粒度1~200μm。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比的优点是：本发明以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料，制得六铝酸钙-莫来石复相材料，制备工艺简单、成本低和环境友好。所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料中，六铝酸钙是CaO-Al₂O₃系中的A l₂O₃含量最高的铝酸钙相，在含铁熔渣中的溶解度低，在还原气氛(CO)中的稳定性高，在碱性环境中的化学稳定性好，对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低。将六铝酸钙和莫来石制备成复相材料，片状CA₆ 相和针状莫来石相相互穿插的结构不但能显著提高材料的力学性能，而且能有效抵抗碱性和还原气氛的侵蚀；同时，所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料具有热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好和热导率低等特点，适用于制备高温陶瓷和耐火材料。

因此，本发明工艺简单、成本低和环境友好，制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好，且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强，适用于制备高温陶瓷和耐火材料。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述：

所述氧化铝粉的粒度1~200μm；

所述氢氧化铝粉的粒度1~200μm；

所述钙长石粉的粒度1~200μm；

所述二氧化硅粉的粒度1~200μm。

实施例1

一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料，混合均匀，压制成形，静置12~16小时；再在110℃温度条件下干燥12~16小时，然后在1400~1600℃条件下烧成1~4小时，自然冷却，即得六铝酸钙-莫来石复相材料。

本实施例所述原料中：Al₂O₃:SiO₂:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。

实施例2