[发明专利]一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法，制备的铝酸钙水泥中含有一定数量的单质碳，且这种单质碳是一种包含有碳的各种结构形态的混合体，其中碳的实际含量为0.3％～2％。制备过程包括根据化学计量比对原料过氧化钙、有机酸钙、铝粉和氧化铝进行配料，其中有机酸钙是草酸钙、葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、硬脂酸钙中的一种；再对称好的原料进行混合；将混合均匀的物料成型，采用自蔓延高温合成方法进行碳/铝酸钙复合粉体的制备。该制备方法产物纯度高，能量利用率高，既经济又环保，符合节能、降耗、减排、环保的可持续发展理念。

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域，特别涉及一种含有碳/铝酸钙复合粉及其制备方法。

技术背景

含碳浇注料由于不同形态的碳的存在而具有较好的抗渣性和热震稳定性，同时这类材料的耐火度高，荷重变形温度和高温强度优异。但碳在浇注料中分散性、润湿性差且易被氧化，影响材料的使用寿命，限制了含碳浇注料更广泛的应用。

浇注料发展的关键是结合剂，应用最广泛的结合剂是水硬性铝酸钙水泥，其物相组成主要是CA和CA2。通过燃烧合成法在合成结合剂铝酸钙水泥的同时，在铝酸钙水泥中原位生成碳，克服纳米尺寸效应所产生的团聚结构，达到均匀分散的目的，就能很好的改善碳在浇注料中的分散性和润湿性，进一步有望制备出分散性、润湿性良好的含碳浇注料。因此，制备碳/铝酸钙复合粉成为含碳浇注料新的研究方向。

复合粉体的制备技术有溶胶凝胶法、液相分散包裹法、微波等离子体法、水热法以及高能球磨法等，自蔓延高温合成技术又叫燃烧合成法是近几十年发展起来制备无机材料的新技术，与其它制备技术相比，这种制备技术燃烧波传播速率快，能源利用率高；产物温度高，产物纯度高；升温快，产物率高；从而合成理想产物并有效控制其过程。由于SHS技术节能，工序少，所需设备少和场地小等优点，一些SHS产品已取得了工业应用。如TiC磨料，LiNbO₃单晶，MoSi₂电热元件，耐火材料和铁氧体等。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种碳/铝酸钙复合粉及其制备方法，该方法制备工艺简单，产物纯度高，能量利用率高，不仅提高材料使用性能，而且符合节能、降耗、减排、环保的可持续发展理念。

为了实现上述任务，本发明采取如下技术解决方案：

一种碳/铝酸钙复合粉，包括铝酸钙水泥和单质碳，以碳元素的质量百分含量计，单质碳中在碳/铝酸钙复合粉中的含量为0.3％～2％。

所述的碳/铝酸钙复合粉的制备方法，包括以有机酸钙、过氧化钙、铝粉和氧化铝为原料，采用自蔓延高温合成方法进行碳/铝酸钙复合粉体的制备。

具体的，按质量百分比计，原料中有机酸钙为1.6％～16％，原料中过氧化钙为30％～38％，原料中铝粉为9％～15％，原料中氧化铝为42％～50％，上述原料综合为100％。

优选的，按质量百分比计，原料中过氧化钙为30.59％，原料中有机酸钙为13.60％，原料中铝粉为13.38％，原料中氧化铝为42.43％。

优选的，按质量百分比计，原料中过氧化钙为35.40％，原料中有机酸钙为15.72％，原料中铝粉为15.47％，原料中氧化铝为33.41％。

优选的，按质量百分比计，原料中过氧化钙为34.57％，原料中为有机酸钙9.73％，原料中铝粉为9.46％，原料中氧化铝为46.24％。

还优选的，按质量百分比计，原料中过氧化钙为33.23％，原料中有机酸钙为9.71％，原料中铝粉为10.42％，原料中氧化铝为46.64％。

再优选的，按质量百分比计，原料中过氧化钙为38.46％，原料中有机酸钙为1.63％，原料中铝粉为9.62％，原料中氧化铝为50.29％。