[发明专利]一种氮化硅结合碳化硅耐火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氮化硅结合碳化硅耐火材料及其制备方法，氮化硅结合碳化硅耐火材料的原料组成为：氮化硅、碳化硅、菱苦土、改性陶瓷颗粒、玻璃纤维、凹凸棒石、滑石、石墨烯、硅酸铝；本发明氮化硅结合碳化硅耐火材料具有较好的耐火性能和耐腐蚀性，可以避免耐火材料发生化学腐蚀和机械磨损，能够在高热和侵蚀环境下具有抵抗应力和应对温度变化的能力，从而具有较长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种氮化硅结合碳化硅耐火材料及其制备方法。

背景技术

目前采用氮化硅结合碳化硅制备的耐火材料应用越来越广泛，这种耐火材料一方面具有较好的强度和耐热性，另一方面可以节能降耗、使用寿命较长。但是，经过长期的试验和实际使用发现，氮化硅结合碳化硅耐火材料在抵抗熔融金属液体、炉渣等侵蚀的性能还存在一定的缺陷，长时间处于高温、侵蚀环境下，氮化硅结合碳化硅耐火材料的寿命受到严重威胁，同时，长时间高热和腐蚀，容易对耐火材料造成损伤，而且不易修复，这就很容易增加成本，造成经济损失。

中国专利CN102838361A公开了MgCa-SiC-C耐火材料，属于耐火材料技术领域。该MgCa-SiC-C耐火材料包括：电熔或烧结镁钙砂或镁白云石砂颗粒，电熔或烧结镁砂细粉，碳化硅，石墨，添加剂，外加无水树脂结合剂。本发明还公开了该MgCa-SiC-C耐火材料的制备方法。该MgCa-SiC-C耐火材料可以应用于钢铁冶金高温容器，特别是作为炼铁用铁水包的内衬，可以满足预处理铁水包冶炼要求，但是，此发明耐火材料长时间处于高热、腐蚀状态下，容易对耐火材料本身的力学性能造成影响，耐火性、强度下降等。

中国专利CN101798232B公开了一种赛隆-碳化硅-刚玉复合耐火材料的制备方法。原料组成为：刚玉，碳化硅颗粒，碳化硅细粉，赛隆。工艺过程为先将碳化硅颗粒加入行星式混料机中混合4-6分钟，加入碳化硅细粉、刚玉、赛隆再混合8-12分钟，加入占原料总质量比3-4％的结合剂后，在行星式混料机中混合25-35分钟；压制成耐火砖坯；在30-150℃的温度下干燥；置于氮化炉中并充入高纯氮气连续加热升温烧结，降温和冷却。本发明通过赛隆结合相来改善耐火砖的使用性能，并取得了明显的使用效果，但是，此发明复合耐火材料的耐火度较低，应用领域有限。

中国专利CN108623313A公开了一种氮化硅结合碳化硅复合耐火材料的制备方法，先将碳化硅、氮化硅和偶联剂混合，研磨，得到表面改性的碳化硅和氮化硅；再采用有机单体对硫酸钙晶须进行接枝反应，得到改性硫酸钙晶须；最后将表面改性的碳化硅和氮化硅、改性硫酸钙晶须、二氧化硅微粉、莫来石、红柱石、硅藻土加到结合剂的水溶液中，搅拌均匀后注入模型中成型，脱模后置于乙醇水溶液中脱水，脱水后干燥，得到坯体；将烘干的坯体置于高温炉中烧制，即得。本发明以莫来石为骨料，碳化硅、氮化硅和改性硫酸钙晶须为增强相制备了耐火材料，所得耐火材料具有良好的物理性能，但是，此发明复合耐火材料的抗腐蚀能力一般，使用寿命较短。

综上所述，如何利用氮化硅结合碳化硅制备一种耐火材料，具有良好的耐热性和耐火性、并且可以长时间处于侵蚀环境下始终保持优异的力学性能和综合性能，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种氮化硅结合碳化硅耐火材料，解决了目前氮化硅结合碳化硅制成的耐火材料在高热、侵蚀环境下使用寿命短，综合性能较差的问题。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：