[发明专利]一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于耐高温复合材料领域，具体公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法，所述耐高温复合材料由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55‑75%、高铝矾土4‑12%、氢氧化镁2‑9%、钼酸锌1‑8%、硼酸铝1‑7%、氧化钇1‑6%、二氧化锰1‑5%、交联剂0.5‑5%、补强剂0.5‑3.5%、灭烟剂0.4‑6%、氧化石墨烯粉末0.6‑1.4%；本发明所述的耐高温复合材料原料易得，不含环境污染严重的阻燃剂，耐高温能力强，抗拉强度和抗折强度优秀，制备流程短，制备效率高。

技术领域

本发明属于耐高温复合材料领域，具体公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法。

背景技术

氧化锆，又称二氧化锆，化学式为ZrO2，是锆的主要氧化物，通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，亦是人工钻的主要原料。耐火材料的定义是耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～ 60％。耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期(公元25～220)已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维(用于1600℃以上的工业窑炉)。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料，例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。

目前以氧化锆为主要成分的耐火复合材料的抗拉强度和抗折强度并不十分理想，并且其耐高温能力还具有很大的提升空间。

发明内容

针对上述情况，本发明公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法，本发明所述的耐高温复合材料原料易得，不含环境污染严重的阻燃剂，耐高温能力强，抗拉强度和抗折强度优秀，制备流程短，制备效率高。

本发明的技术方案如下：

一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55-75％、高铝矾土4-12％、氢氧化镁2-9％、钼酸锌1-8％、硼酸铝1-7％、氧化钇1-6％、二氧化锰1-5％、交联剂0.5-5％、补强剂0.5-3.5％、灭烟剂0.4-6％、氧化石墨烯粉末0.6-1.4％。

进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆60-70％、高铝矾土6-10％、氢氧化镁3-8％、钼酸锌2-7％、硼酸铝2-6％、氧化钇2-5％、二氧化锰2-4％、交联剂1-4％、补强剂1-3％、灭烟剂1-5％。氧化石墨烯粉末0.8-1.2％。

进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆65％、高铝矾土8％、氢氧化镁5％、钼酸锌4％、硼酸铝4％、氧化钇3％、二氧化锰3％、交联剂2.5％、补强剂2.5％、灭烟剂2％。氧化石墨烯粉末1％。

进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，所述氧化锆为电熔氧化锆。

进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，所述补强剂选自白炭黑、酚醛树脂、碳酸镁中的一种。