[发明专利]一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法

权利要求书

1.一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：

1）选用液态陶瓷先驱体聚氮硅烷为骨架材料，仲丁醇铝为掺杂Al 源，以二乙烯甲苯增加碳碳双键数量，以环己烷为溶剂，制备 SiAlCN陶瓷前驱体；选用液态酚醛树脂和沥青作为复合结合剂；添加分解后形成Ni作为催化剂的Ni(NO₃)₂·6H₂O作为添加剂；将SiAlCN 陶瓷前驱体、复合结合剂和Ni(NO₃)₂·6H₂O与Al₂O₃粉体混合得到混合料，混合料冷压成型制得氧化铝坯体；

2）采用流延成型制备厚度1-5mm的尖晶石薄坯，坯原料为2μm的电熔尖晶石；采用热压叠层，将尖晶石薄坯与氧化铝坯体交替叠层制备多层刚玉-尖晶石坯体，在 N₂ 气氛炉中，以2～5℃/min速率升温至1450-1600℃，保温60-120min，关闭电源，自然冷却到室温；SiAlCN陶瓷前驱体热解后生成连续的陶瓷纤维，连续的陶瓷纤维在耐火材料内部形成三维空间网络结构；同时SiAlCN陶瓷前驱体在热解过程中，产生的含碳气体在添加剂Ni(NO₃)₂·6H₂O热解后所形成的 Ni 催化剂的作用下生成进一步提高材料的机械强度和热震抵抗的碳纤维；尖晶石薄坯与氧化铝坯体交替叠层制备获得多层协同增强的超低碳刚玉-尖晶石耐火材料。

2.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：所述刚玉-尖晶石耐火材料为多层结构。

3.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：所述刚玉-尖晶石耐火材料含碳在1wt%以下。

4.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的混合料包含以下质量百分比的组分：Al₂O₃粉体质量分数80-90wt%，颗粒尺寸范围2-3000μm，复合结合剂5-10wt%， SiAlCN陶瓷前驱体5-10wt%， 添加剂为外加，加入量为混合料总质量的1-2wt%。

5.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：所述的Al₂O₃粉体的原料组成及重量百分比为：1-3mm板刚玉15wt%, 0-1mm板刚玉25wt%, 45μm板刚玉30wt%，2μmAl₂O₃细粉30wt%。

6.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：所述的添加剂Ni(NO₃)₂·6H₂O，分解后形成Ni作为催化剂，催化促进碳纤维的形成。

7.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述尖晶石薄坯厚度1-5mm，原料为2μm的电熔尖晶石。

8.如权利要求1所述的一种层状刚玉-尖晶石耐火材料的制备方法，其特征在于：在电炉中，以2～5℃/min速率升温至1450-1600^oC，保温60-120min，关闭电源，自然冷却到室温。