[发明专利]一种碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐高温陶瓷纤维材料领域，具体涉及一种碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

在铸轧镁合金板带时铸嘴是至关重要的，目前镁合金铸轧板带不能生产宽幅板带、不能批量生产，都源自于铸嘴材料不过关。

镁合金的铸轧机与铝的铸轧机相似,但是在铸轧镁合金时铸咀的寿命很短，使用几十分钟铸咀就开裂、漏液，使镁板成形、成卷困难，难以批量生产。

国内几家用镁铸轧机生产镁板的,现在大多不能正常运行。国外也同样存在铸嘴寿命的问题，这是一个世界性的难题。提高镁板的产量、推广镁板的普及，铸轧机生产镁板是一个正确的方向。

德国蒂森和GKSS都是使用法国NOVELIS产的铸轧机，据了解他们的铸嘴的使用时间很短，这也是他们需要解决的问题，而国内洛铜的铸嘴寿命是40分钟。

发明内容

本发明的目的在于针对上述背景技术中提及的问题，设计提出一种碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料，以制备生产镁合金板的铸轧机铸嘴。

本发明的技术方案所提出的铸嘴材料需达到以下性能要求：

1抗镁液浸蚀能力，与镁液不产生化学反应。

2导热系数≤（W/M.K)0.258

3体积密度（g/cm³)0.629

4强度常温抗折≥MP3.54

5耐火度1750℃

此外，还要求纤维柔软度好，无脆性，高温稳定性好，吸湿性小。

为此，本发明采取以下技术方案：

一种碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料，其特征在于，包括硅酸铝陶瓷纤维板和复合于其上的热解碳，所述硅酸铝陶瓷纤维板由硅酸铝陶瓷纤维、高温粘结剂和增强料组成。

所述高温粘结剂为jsgw-23。

所述增强料为碳纤维。

上述碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料的制备方法如下：

将硅酸铝陶瓷纤维进行水洗晾干，加入高温粘结剂及增强料，搅拌、压实成板型，经290-310℃、13-15小时烘干，790-810℃、1-1.1小时高温定型，烧结成硅酸铝陶瓷纤维板，再进行化学气相沉积(CVD)处理，使硅酸铝陶瓷纤维复合上热解碳。

本发明的制备方法在制作中加入少量碳纤维，强化了复合材料的强度性能；在硅酸铝陶瓷纤维中复合热解碳，其物理性能及导热系数等变化不大，基本符合铸嘴设计要求。由于硅酸铝陶瓷纤维上复合了一层碳，碳和镁液不反应，因此由碳保护了硅酸铝陶瓷纤维不和镁反应，从而延长铸嘴的使用寿命。

因为在硅酸铝陶瓷纤维板中加入了碳纤维，铸嘴的强度就增大，可以做宽幅铸嘴，生产1.5米以上的宽幅板带，解决了妨碍发展镁合金板材的瓶颈问题。

具体实施方式

实施例1：

将硅酸铝陶瓷纤维进行水洗晾干，用5kg水洗晾干的硅酸铝陶瓷纤维加1.5kg高温粘结剂，搅拌45分钟、压实成板型，经300℃14小时烘干，800℃1小时高温定型，烧结成硅酸铝陶瓷纤维板，再进行CVD处理。

处理工艺：

将硅酸铝陶瓷纤维板放入CVD真空炉中，

加热温度980℃，保温5小时

真空度；-0.096Mpa

气体流量(m³/h)C₃H₆1.5N₂0.4-1.5

使硅酸铝陶瓷纤维复合上热解碳。

实施例2：

将硅酸铝陶瓷纤维进行水洗晾干，用5kg水洗晾干的硅酸铝陶瓷纤维加1.5kg高温粘结剂及0.2kg增强料，搅拌45分钟、压实成板型，经300℃14小时烘干，800℃1小时高温定型，烧结成硅酸铝陶瓷纤维板，再进行CVD处理。

处理工艺：

将硅酸铝陶瓷纤维板放入CVD真空炉中，

加热温度980℃，保温3小时

真空度；-0.096Mpa

气体流量(m³/h)；C₃H₆1.5N₂0.4-1.5

使硅酸铝陶瓷纤维复合上热解碳。

实施例1和2所得材料性能测试结果：

体积密度（g/cm³)例1  0.744

例2  0.678

导热系数（W/M.K)例1  0.244

例2  0.175

常温抗折≥MP3.54例1  0.344

例2  0.384

取样品放入720℃镁熔液中