[發明專利]硅質復合板材及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210436030.8
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102924066A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉貢友
• 申請（專利權）人: 劉貢友
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/565;C04B35/584;C04B35/622;F23G5/44;F27D1/00;F23M5/00
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技術領域

本發明涉及一種板材及其制備方法和應用，尤其是硅質復合板材及其制備方法和應用。屬于節能環保領域。

背景技術

現今各領域對耐火保溫材料的選用要求，都是以隔熱、輕質、耐高溫以及長的使用壽命為基礎。耐火保溫材料是指耐火度大于等于1580度的無機非金屬材料，它在一定程度上可以抵抗溫度驟變和爐渣侵蝕，并能承受高溫荷重。耐火材料主要用于工業生產中的高溫熱工設備和各種窯爐。工業設備以及各種窯爐的內壁必須具備耐高溫，具有一定的強度以及良好的保溫性能。各領域選用的耐火保溫材料多以耐火磚和保溫棉為主。例如，隧道窯一般采用多層耐火材料和保溫材料砌筑而成，通過熱平衡計算，發現此窯爐的外壁(如窯墻、窯頂和窯底)散熱熱耗高達20％以上，僅兩側墻散熱就達到了10％以上，能源消耗非常大。減少窯墻的熱損失，可以通過增加窯墻的厚度，或使用價格十分昂貴的導熱系數較小的保溫材料和耐火材料來實現，但這明顯是不可取的。

如何提高工業設備和各種窯爐的燃燒率、熱利用率還有保溫性能，多年以來一直困擾著技術人員。燃燒率低的其中一個主要原因是燃燒環境的影響，在垃圾焚燒中無法消除二噁英等有毒有害原料，即無法有效地將垃圾的燃燒溫度提升到800度以上。隨著目前對環保的要求的提高，設備所使用的燃料逐步向清潔能源方向發展，對耐火保溫材料的要求越來越高。通常采用的耐火材料和保溫材料使用壽命短，需要經常維修，給生產帶來了巨大的影響。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種耐高溫、變形小、強度高、抗氧化能力強、外形規整、使用壽命顯著提高的硅質復合板材。

本發明的第二個目的是為了提供一種上述硅質復合板材的制備方法。

本發明的第三個目的是為了提供一種上述硅質復合板材的應用。

本發明的目的可以通過采取以下技術方案達到：

硅質復合板材，其特征在于：由碳化硅/氮化硅/氧化硅、氧化鋯、氧化錳、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋁、氧化釔以及粘合劑共八種原料復合形成。

作為一種優選方案，所述八種原料的重量百分比分別為：碳化硅/氮化硅/氧化硅，60％～70％；氧化鋯，10％～15％，氧化錳，2％～4％；氧化鈦，3％～3.5％；氧化鎂1％～2％；氧化鋁，1.5％～3％；氧化釔，1％～3％；粘合劑，2％～10％。

作為一種優選方案，所述八種原料的密度大于3.0g/m3。

作為一種優選方案，所述八種原料的硬度大于10Gpa，抗彎強度大于300Gpa，彈性模量大于300Gpa。

本發明的第二個目的可以通過采取以下技術方案達到：

硅質復合板材的制備方法，其特征在于：采用液相共沉淀法制備，制備方法如下：

a)配料：按照重量百分比將各種原料放入機器中攪拌；

b)溶解：將步驟a)的原料混合而成為一個分子狀態的均勻相；

c)共沉淀：將其中一種原料的沉淀從溶液中析出時，引起其他可溶性原料一起沉淀；

d)過濾水洗：將沉淀好的原料過濾以后并凈化水洗，得到硅質復合材料；

e)干燥：用80～120度的溫度將步驟d)得到的硅質復合材料烘干至1％；

f)氣流粉碎：利用硅質復合材料的自磨作用，用壓縮空氣產生的高速氣流或熱蒸汽對物料進行沖擊，使復合硅質材料相互間發生強烈的碰撞和摩擦，進而粉碎；

g)燒結成型：根據步驟f)粉碎的次數決定燒結的次數，以1300度至1700度的溫度進行燒結；

h)性能檢測：按技術要求進行檢測，包裝后得到硅質復合板材的成品。

本發明的第三個目的可以通過采取以下技術方案達到：

硅質復合板材的應用，其特征在于：1)用于垃圾焚燒爐，將硅質復合板材鑲嵌至爐膛內壁，以及焚燒車內壁上；2)用于工業窯爐、鍋爐、冶煉爐、發動機和發電廠燃燒爐，將硅質復合板材鑲嵌至各設備的內壁。

本發明相對于現有技術具有如下突出的有益效果：

1、本發明的硅質復合板材采用的原料配方以及制備方法合理，具有耐高溫、變形小、強度高、抗氧化能力強、外形規整、使用壽命顯著提高的特點，解決了現有技術中的耐火保溫材料抗氧化性差、容易開裂、保溫性能差、高溫抗折強度差等缺陷。