[发明专利]一种ZrN-SiAlON-SiC-C复相耐火材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种ZrN‑SiAlON‑SiC‑C耐火材料的制备方法，属于耐火材料领域。本发明以铝矾土和锆英石为原料，制备ZrN‑SiAlON耐火粉体，再以蔗糖溶液为结合剂，结合120目SiC和325目SiC，物料成型，经1500℃热处理制备ZrN‑SiAlON‑SiC‑C耐火材料。当ZrN‑SiAlON耐火粉体、120目SiC和325目SiC质量比为2：4：4，耐火材料的抗折强度为3.53MPa，显气孔率为41.10％，体积密度为1.76g/cm³。当质量比为3：3.5：3.5，耐火材料的抗折强度为4.32MPa，显气孔率为45.79％，体积密度为1.57g/cm³。当质量比为4：2：2，耐火材料的抗折强度为4.39MPa，显气孔率为53.23％，体积密度为1.36g/cm³。当质量比为4：2：2，耐火材料的抗折强度为4.25MPa，显气孔率为50.61％，体积密度为1.41g/cm³。本发明所涉及的制备工艺将会是制备高性能ZrN‑SiAlON‑SiC‑C耐火材料制品的一条有效的高技术低成本化途径。

主权项

1.一种ZrN‑SiAlON‑SiC‑C耐火材料的制备方法，其特征选用200目的铝矾土(来自山西阳泉，主要化学组成为Al2O3，62.70％；SiO2，23.13％；Fe2O3，7.38％；TiO2，5.76％；其他，3.03％)和200目的锆英石(主要化学组成为ZrO2，69.11％；SiO2，21.17％；HfO2，3.00％；TiO2，2.13％；Al2O3，2.06％；其他，2.53％)作为原料，焦炭(购买于中国新时代有限公司，碳含量为83.72wt.％，粒径为200目)作为还原剂，按照一定质量配比进行混料，通过干法球磨混合原料并过200目筛，然后将粉体放入刚玉坩埚中置于真空气氛炉中，通入氮气，其流量为0.3～0.5L/min，在目标温度保温4h进行氮化合成ZrN‑SiAlON耐火粉体。按一定比例的称取合成的ZrN‑SiAlON耐火粉体、120目SiC和325目SiC，将ZrN‑SiAlON和SiC粉体倒入搅拌池内，开动搅拌机，至ZrN‑SiAlON和SiC混合均匀；将配制好的结合剂蔗糖溶液倒入混合均匀的颗粒物料内，再次开动搅拌机搅拌2h至粉体、结合剂混合均匀。将搅拌混合均匀的物料倒入托盘内，然后将混料装入6mm×6mm×45mm试样模具中，在5MPa保压30s成型，将成型后的样品放入冷等静压机，在150MPa保压90s。最后将成型的条状试样放入烘箱里干燥，设置特定烘干温度和时间，将成型的样品放置在特定温度埋炭条件下进行热处理3h。即可得到ZrN‑SiAlON‑SiC‑C耐火材料。