[发明专利]一种自修复抗氧化的碳化硅浇注料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自修复抗氧化的碳化硅浇注料及其制备方法。其技术方案是：以75~95wt%的碳化硅、1~8wt%的炭黑、0.1~8wt%的单质硅粉、0.5~6wt%的硅微粉和0.1~4wt%的单质锆为原料，再加入所述原料0.1~0.3wt%的减水剂，混合均匀，即得到预混料；然后向所述预混料中加入所述原料5~15wt%的硅溶胶，搅拌均匀，制得自修复抗氧化的碳化硅浇注料。本发明制备的自修复抗氧化的碳化硅浇注料具有中高温力学性能优异、热导率高、抗氧化能力强、热震稳定性能好、使用寿命长和节能环保的特点。

技术领域

本发明属于浇注料技术领域。具体涉及一种自修复抗氧化的碳化硅浇注料及其制备方法。

背景技术

SiC具有高熔点、高硬度、高热导率以及良好的抗渣侵蚀性能，被广泛用于钢铁冶炼、有色冶金、垃圾焚烧和陶瓷工业等领域。然而，SiC材料致命的弱点是高温下容易氧化，SiC氧化后在表面形成SiO₂氧化膜，SiO₂氧化膜与SiC基体膨胀系数差距较大，在冷热循环过程中会产生裂纹，且过多的SiO₂对SiC材料的高温性能不利。研究人员在SiC表面制备B₂O₃涂层以提高SiC抗氧化性，高温条件下，熔融后的B₂O₃流动性好，能填充气孔，阻止O₂扩散，虽提高抗氧化性，但当温度高于1100℃后，B₂O₃挥发严重，不能起到抗氧化的作用。“一种高温垃圾焚烧炉用浇注料及其制备方法”（CN201510721132.8）专利技术，在SiC浇注料中引入硝酸铁，经过还原得到Fe，以Fe作为抗氧化剂，虽提高垃圾焚烧炉用SiC浇注料的抗氧化性，但Fe的引入增加了耐火材料杂质，增加了高温下的液相量，降低了液相粘度，对材料的高温性能不利。“一种垃圾焚烧炉用碳化硅砖及其制备方法”（CN201110235574.3）专利技术，添加硅粉和铝粉作为抗氧化剂，然而添加的硅粉和铝粉虽能够减缓SiC的氧化，但氧化后的产物仍然与SiC基体膨胀系数不一致，会造成材料开裂。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种自修复抗氧化的碳化硅浇注料的制备方法，用该方法制备的自修复抗氧化的碳化硅浇注料的中高温力学性能优异、抗氧化能力强、热震稳定性能好和使用寿命长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：以75~95wt%的碳化硅、1~8wt%的炭黑、0.1~8wt%的单质硅粉、0.5~6wt%的硅微粉和0.1~4wt%的单质锆为原料，再加入所述原料0.1~0.3wt%的减水剂，混合均匀，即得到预混料；然后向所述预混料中加入所述原料5~15wt%的硅溶胶，搅拌均匀，制得自修复抗氧化的碳化硅浇注料。

所述碳化硅的SiC含量≥98wt%；所述碳化硅的颗粒级配是：

粒径小于5mm且大于等于3mm占碳化硅10~15wt%；

粒径小于3mm大于等于1mm占碳化硅30~35wt%；

粒径小于1mm且大于等于0.088mm占碳化硅20~25wt%；

粒径小于0.088mm且大于等于0.044mm占碳化硅10~15wt%；

粒径小于0.044mm占碳化硅10~15wt%。

所述炭黑的C含量≥99wt%，所述炭黑的粒径≤38μm。

所述单质硅粉的Si含量≥97wt%，所述单质硅粉的粒径≤38μm。

所述硅微粉的SiO₂含量≥92wt%，所述硅微粉的粒径≤0.6μm。

所述硅溶胶的SiO₂含量为25%~30wt%，所述硅溶胶的pH值为9~11。