[发明专利]一种高强度轻质微孔尖晶石及其制备方法、耐高温砖

说明书

本发明提供了一种高强度轻质微孔尖晶石及其制备方法、耐高温砖。一种高强度轻质微孔尖晶石的制备方法，包括下列步骤：主要由轻烧镁、工业氧化铝和尖晶石纤维混合烧结而成；所述尖晶石纤维中的铝质量含量与轻烧镁、氧化铝中的铝总质量含量相差5～15％，优选相差5～10％；所述尖晶石纤维选自MgAl₂O₄、FeAl₂O₄纤维或MFe₂O₄纤维中的一种或多种，M选自钴、镍、锌、铜中的一种。本发明解决了耐压强度和孔隙率无法兼得的问题。

技术领域

本发明涉及建材领域，尤其是涉及一种高强度轻质微孔尖晶石及其制备方法、耐高温砖。

背景技术

工业窑炉是高温工业生产过程中的主要耗能设备，特别是在冶金、建材等行业，然而才有材质制作的工业窑散热损失很大，热效率很低，有的甚至才30％左右。因此，急需一种轻质低导热的材料来生产低导热高温制品，以降低工业窑炉的高温散热损失率，达到节能降耗的目的。

现有技术中，通常采用提高材料的微孔率降低窑炉的导热系数，以降低热损失，但这种技术是以牺牲强度为前提，仍然无法工业应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高强度轻质微孔尖晶石的制备方法，所述的方法解决了耐压强度和孔隙率无法兼得的问题。

本发明的第二目的在于提供一种高强度轻质微孔尖晶石，所述高强度轻质微孔尖晶石具有孔隙率高、导热系数低、耐压强度高、抗热震性能好等优点。

本发明的第三目的在于提供一种耐高温砖，所述耐高温砖可以提高窑体的热利用率，达到安全、环保、节能的目的。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高强度轻质微孔尖晶石的制备方法，包括下列步骤：

主要由轻烧镁、工业氧化铝和尖晶石纤维混合烧结而成；

所述尖晶石纤维中的铝质量含量与轻烧镁、氧化铝中的铝总质量含量相差5～15％，优选相差5～10％；

所述尖晶石纤维选自MgAl₂O₄纤维、FeAl₂O₄纤维或MFe₂O₄纤维中的一种或多种，M选自钴、镍、锌、铜中的一种。

本发明的主要改进点是在制备人工尖晶石的过程中掺入尖晶石纤维，并利用二者的铝含量差使Al³⁺在烧结过程中发生迁移，产生体积膨胀，在周围会产生大量微裂纹，这种特性的微裂纹进一步提高制品的气孔率并改善制品的抗热震性能，还可以不影响尖晶石的强度，甚至提高强度。

经检测，本发明所提供的高强度轻质微孔尖晶石耐压强度可达到70MPa以上，孔隙率达到30-40％，平均孔径控制在10μm以下，甚至5μm以下。

本发明所述的尖晶石纤维可以是MgAl₂O₄纤维、FeAl₂O₄纤维，Cu Fe₂O₄纤维，CoFe₂O₄纤维，ZnFe₂O₄纤维或者NiFe₂O₄纤维，或者以上纤维的任意组合。

本发明所述的尖晶石纤维中的铝质量含量与轻烧镁、氧化铝中的铝总质量含量之差，包括低于或高于，即尖晶石纤维中的铝含量可偏高或偏低，只要与其余原料中的铝含量存在浓度差即可。

以上方案是本发明的主要核心，在此基础上还可以进一步改进，例如：