[发明专利]具有SiAlON基体的耐火产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐火材料烧结产品，特别是块形式的，还涉及制造它的方法。本发明还涉及该产品或块体用于制造冶金炉涂层的用途，特别是用于高炉的炉缸(crucible)或槽或鼓风口的涂层，或甚至其他炉耐火涂层、热交换器耐火涂层或烹饪支撑物，更特别是陶瓷或金属粉末烹饪支撑物。

背景技术

包含通过SiAlON型粘合剂基体连接起来的耐火颗粒的复合耐火产品是已知的。这样的产品特别从US 4,533,646、US 3,991,166、US 4,243,621或EP 0 153 000已知。这些产品耐蒸汽氧化且耐碱性侵蚀，但耐腐蚀性差。

EP 0 482 984公开了一种耐火产品，其包含通过主要由式Si_6-zAl_zO_zN_8-z的SiAlON构成的基体连接起来的耐火颗粒，其中0.5＜Z＜4.0。六方氮化硼(BN)的微粒和/或石墨片分散在基体中。这样的产品具有低的耐蒸汽氧化性。

也可从WO 96/15999已知包含通过主要由式SiAlON构成、AlN(或其多型体)构成和氮化钛微粒构成、和任选地六方氮化硼构成、无定形碳构成和/或石墨片构成的基体连接起来的耐火颗粒的耐火产品。这样的产品也具有低的耐蒸汽氧化性。

从WO 2011/070524已知包含通过基体连接起来的耐火颗粒的烧结耐火产品，其中所述基体占产品质量的至少5％且低于60％，所述基体，在其本体中，包含结晶SiAlON相，所述产品包含除了六方BN相的形式外大于0.05％且小于3％的硼含量。

许多有关陶瓷材料的出版物关注Si₃N₄、AlN、Al₂O₃或Y₂O₃粉末的混合物的使用。这些产品一般在高温和压力下焙烧(EP 0 735 988；JPH07165462或WO 02/074419)。它们偶尔具有细微粒的SiAlON基体。然而，生产这些材料是非常昂贵的，焙烧时经受显著的收缩，使块或板的生产非常困难。最后，他们耐热循环性是有限的。

Thommy和Mats Nygren的文章“SiAlON Ceramics”，J.Am.Soc.,75(2)259-76(1992)描述了烧结剂对SiAlON的作用。

WO 2011/070524中所描述的耐火产品具有改进的耐氧化性和令人满意的耐腐蚀性能。然而，它们的热机械强度，特别是他们耐热循环性在最苛刻的环境下仍然不足。

因此，仍然对具有改进的耐热循环性和耐由铸铁、高炉矿渣或碱金属引起的腐蚀之间的折衷，以及耐蒸汽氧化的耐火产品有需求。

本发明的一个目的是为了满足这一需求。

发明内容

根据本发明，该目的通过由如下物质构成的烧结耐火产品实现：

-颗粒，其由所有尺寸大于100μm的微粒或“粒子”构成，所述颗粒以质量计占产品的55％和85％之间，所述粒子的最大尺寸小于3.5mm，和

-基体，其将结合所述粒子且由尺寸小于或等于100μm的微粒或“细微粒”构成，所述基体包含至少一种式Si_xAl_yO_uN_v的结晶SiAlON相，其中

-x大于或等于0，大于0.05，大于0.1或大于0.2，且小于或等于1，小于或等于0.8或小于或等于0.4；

-y大于0，或大于0.1，大于0.3或大于0.5，且小于或等于1；

-u大于或等于0，大于0.1或大于0.2，且小于或等于1或小于或等于0.7；

-v大于0，大于0.1，大于0.2，或大于0.5，或大于0.7，且小于或等于1；

化学计量指数x、y、u和v的至少一个等于1。

根据第一个方面，所述产品值得注意的是，它是通过烧结其中质量百分比大于5％，优选大于8％，优选大于10％且优选小于25％，小于20％，小于15％的微粒是直径小于3μm，优选直径小于2μm，优选直径小于1μm，优选直径小于0.5μm的氧化铝微粒的预制品得到的。

根据第二个方面，所述产品值得注意的是，它包含以质量计大于1％，大于2％，大于3％且小于20％，小于17％，或甚至小于15％的板状氧化铝粒子，优选尺寸小于0.5mm的板状氧化铝粒子，为所述产品基础上的质量百分比。