[发明专利]一种用于匣钵的碳化硅涂层及该匣钵的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于匣钵的碳化硅涂层，包括：粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末、碳化硅粉末、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末、氧化铝粉末、水性有机硅树脂、去离子水、聚乙烯醇。本发明还公开了一种匣钵的制备方法，包括：制备不同粒径的废弃莫来石匣钵粉末；称取各原料并混合均匀，得到碳化硅涂层；将碳化硅涂层涂敷在匣钵坯体的内表面；自然晾干后烘干；烧成后得成品。本发明通过将碳化硅涂层涂敷在匣钵内表面，从而提高了匣钵的耐高温、耐酸碱性的性能，并实现了废弃莫来石匣钵的回收再利用，降低了成本。

技术领域

本发明涉及耐腐蚀材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于匣钵的碳化硅涂层及该匣钵的制备方法。

背景技术

莫来石材料具有耐火度高、热震稳定性好、热膨胀系数低、高温抗蠕变性好、具有很高的耐磨性及耐剥落、耐侵蚀性等，其应用极其广泛。莫来石匣钵一般使用的原料是酸性材料，对酸性材料的侵蚀有良好的抵抗作用；耐碱性匣钵主要是在耐火材料中加入部分碱性氧化物或偏碱性的材料，使得此类匣钵对碱性材料有良好的抗侵蚀性，延长了匣钵的使用寿命。随着锂电池行业的迅猛发展，莫来石匣钵在锂电池正极材料合成中占据主导地位。由于合成锂电池正极材料所用原料在合成过程中会分解产生渗透力和反应活性强的氧化锂对耐高温匣钵进行侵蚀，另一方面，匣钵材料在高温后快速冷却，随着使用次数的增加，匣钵容易产生裂纹，匣钵的热震稳定受到破坏，耐高温匣钵的使用寿命会大大降低。与此同时，大量的废弃莫来石匣钵给环境和相关企业带来了巨大的压力。

碳化硅质耐火材料具有导热系数高、热膨胀系数低、抗震性好、高温强度高、耐化学侵蚀性好、抗渣及锌铝铜铅等熔液侵蚀能力强和高温耐磨性能好等一系列优点，被广泛应用于冶金、化工、能源等各个高温行业中。

锂电池正极材料匣钵存在着抗侵蚀性差的问题，用于焙烧的锂电池正极材料多为粉末状，渗透能力强，材料中的锂离子属于强碱性物质，强碱物质对匣钵材料具有很强的侵蚀性，锂电池正极材料焙烧过程中，由于锂离子与匣钵的接触过程中，锂离子能够将莫来石中的Si、Al、Mg等离子析出，从而破坏匣钵的微观结构，匣钵遭受到侵蚀，导致匣钵的使用寿命明显缩短。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种耐酸碱、耐高温、使用寿命长、成本低的碳化硅涂层和具有碳化硅涂层的匣钵。

为了实现上述目的，本发明公开了一种用于匣钵的碳化硅涂层，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：

粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10～20％、水性有机硅树脂10～20％、去离子水5～10％、聚乙烯醇1～5％。

优选地，本发明中，所述水性有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂中的任意一种。

优选地，本发明中，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：

粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末15％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10％、水性有机硅树脂10％、去离子水5％、聚乙烯醇5％。

本发明还公开了一种具有碳化硅涂层的匣钵的制备方法，包括以下步骤：