[發明專利]鋯基燒結制品

有效

• 申請號: 200680016785.5
• 申請日: 2006-03-31
• 公開（公告）號: CN101175704A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 米歇爾·高比爾;伊夫·鮑森特－魯;查爾斯·麥加爾;伊莎貝爾·卡博弟;奧利弗·西蒂
• 申請（專利權）人: 圣戈班歐洲設計研究中心
• 主分類號: C04B35/482
• 分類號: C04B35/482;C04B35/48;C03B5/43
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐金國;梁揮

技術領域

本發明涉及由鋯石制造的新型燒結物料、制造其的方法以及其在玻璃熔爐中的應用。

背景技術

耐火制品包括熔鑄制品和燒結制品。

相比于燒結制品，熔鑄制品通常包括豐富的晶間玻璃相，該晶間玻璃相填充結晶顆粒的晶格。因此，燒結制品和熔鑄制品在其各自應用中所遇到的問題，以及用于解決該問題的技術方案通常是不同的。另外，由于在制造方法中的主要區別，先驗地，用于制造熔鑄制品的組合物不能被用于制造燒結制品，反之亦然。

燒結制品的獲得是通過混合適宜的起始原料，然后定形該未加工的混合物，并于一定溫度燒制由此形成的未加工形式，且保持足夠的時間以獲得該未加工形式的燒結物。

取決于燒結制品的化學組成和其制備方式，可以將該燒結制品用于多種工業產業。

先驗地，一種適合于一個特定用途的燒結制品因而不具有用于另一用途所必需的特性，其中溫度，腐蝕性，或者磨損情況都是不同的。

作為一個實例，美國專利US-A-3?899?341描述了由鋯石(50～90％)和氧化鋯制備的燒結制品。所述氧化鋯被部分穩定以限制制品的彈性形變，該形變導致裂縫。然而，US-A-3?899?341所述的制品被設計成用于與熔融的鋼相接觸。因此，先驗地，該燒結制品不適合用于與熔融態玻璃接觸。

對于燒結制品，由鋯石(鋯的硅酸鹽：ZrO₂.SiO₂或ZrSiO₄)和可能地由氧化鋯(鋯的氧化物：ZrO₂)所制造的致密制品可以被用于其直接與熔融態玻璃相接觸的地方，尤其是與非堿性玻璃相接觸。

因此，歐洲專利EP-A-0?952?125描述了準備用于玻璃熔爐的并且由鋯石(5～40％)和氧化鋯所制造的燒結制品。這些制品還包括鈦、鋁和釔的氧化物以使得可以制造大塊無縫產物。這些制品中的SiO₂含量小于14％。其ZrO₂+HfO₂的含量大于82％。

國際專利申請WO-A-02/44102描述了用于制造玻璃板的“isopipes”。按重量計，isopipes包括大于95％的鋯石和其蠕變特性不充足除非其也包括了介于0.2％和0.4％之間的氧化鈦。為了說明現有技術，WO-A-02/44102引用了US-A-5?124?287。

US-A-5?124?287描述了含有75％～95％的鋯石和氧化鈦的組合物，其意圖與熔融態玻璃相接觸。該文獻指出氧化鈦的存在有利于使燒結后所獲得的產物增密。在最終產物中，氧化鋯必須是未被穩定的，因此優選在起始的混合物中使用未被穩定的氧化鋯。然而，使用已被穩定的氧化鋯，例如帶有諸如氧化釔或氧化鈣之類的氧化鋯穩定劑，并不是問題，因為對這些混合物加熱導致破壞所述氧化鋯的穩定。

在應力(壓縮、張力或彎曲)作用下物料的蠕變可以被定義為一種物料在該負荷作用下發生彈性形變的能力，即永久地形變。耐火陶瓷的蠕變通常是熱激活的，即溫度的提高往往是增加該物料的蠕變率。

對于應用于某些玻璃，尤其是當定形玻璃板時，必須盡可能地限制蠕變至最小程度，因為蠕變可以在耐火塊上造成一定形變以至導致很難與玻璃板的尺寸規格相一致，并且造成玻璃制造者的巨大損失。

發明內容

因此，需要一種具有改進的蠕變強度的制品，該制品能被用于玻璃熔爐。本發明的目的在于滿足這一需要。

為此目的，本發明提出一種燒結制品，其由含有75％～99％鋯石，并具有下述重量平均的化學組成的始料而制造，基于氧化物的重量百分數計：

·60％≤ZrO₂+HfO₂≤75％；

·27％≤SiO₂≤34％；

·0.2％≤TiO₂≤1.5％；

·0.3％＜Y₂O₃≤3.5％；和

·其它氧化物：≤1％；

總計100％。

如下所說明，相比于以前所描述的制品，所述燒結耐火制品具有改進的蠕變強度。

優選地，本發明的制品優選地表現出一種或多種下述可選擇的特性：

·基于氧化物的重量百分比計，在始料中鋯石的量為80％或更多；

·基于氧化物的重量百分比計，氧化鋯的含量大于5％，優選大于10％，和/或小于15％；

·氧化鋯至少部分地被氧化釔所穩定，按重量百分比計，被穩定的氧化鋯在氧化鋯中大于10％，優選大于20％；