[發明專利]一種低溫合成的CFB用復合陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201310220699.8
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103265304A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 李福壽;楊凱;韓國平
• 申請（專利權）人: 鄭州九環科貿有限公司
• 主分類號: C04B35/81
• 分類號: C04B35/81;C04B35/185;C04B35/565;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術領域

本發明屬于陶瓷制備領域，尤其涉及一種低溫合成的CFB用復合陶瓷及其制備方法。

背景技術

CFB以其燃料適應范圍廣、廉價脫硫、控制污染物排放、燃燒效率高、負荷調節比大和灰渣利于綜合利用等優點，成為清潔燃燒技術的一個重點研究、開發的方向，受到各國普遍關注，是解決節約能源和保護環境的一條新途徑。但是大型的CFB在選材上，尚有很多問題需要解決，其中耐火材料的耐磨性問題就是一大難題。沖刷磨損是各種CFB用耐火材料必須面對的問題，由于鍋爐本身的特性，在運行中耐火材料每天要受到燃料、燃料灰、石灰石及其反應產物的固體床料的磨損。?????

耐火材料隨溫度的升降，產生膨脹或收縮，如果此膨脹或收縮受到約束，材料內部會產生應力。耐火材料是非均質的脆性材料，與金屬制品相比，由于它的熱導率和彈性較小、抗拉強度低、抵抗熱應力破壞能力差、抗熱震性較低，熱沖擊循環作用下，耐火材料易先出現開裂剝落終至整體損壞，這是引起CFB耐火材料失效的又一重要原因。國內CFB現用的耐材襯里如澆注料、預制件的結合方式多以水化結合為主，輔以微粉凝聚，在900℃的工作溫度下難以燒結，造成其常溫下的強度達不到設計要求，且在服役溫度下，強度大幅度下降，致使材料性能失效，況且澆注料還需嚴格的烘烤工藝，費工耗時，引起材料性能下降的不確定的人為因素增加，而經過1400℃以上燒制的耐火磚，雖是陶瓷結合，但韌性不足，綜合性能不能滿足CFB工況條件的實際需求。

發明內容

為了克服現有技術不足，本發明提供了韌性好，高耐磨的一種低溫合成的CFB用復合陶瓷及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種低溫合成的CFB用復合陶瓷，是由以下質量配比的原料制成：莫來石12~25%、碳化硅10-20%、硅微粉3-5%、Al₂O₃?6%~10%、SiO_2??5%~10%、ZrO_2?3%~5%、鈦酸鉀晶須2%~6%、硅烷0.?2%~0.5%、鈦酸酯0.2%~0.5%和十六烷基三甲基溴化銨0.5%~1.5%，余量為板狀剛玉。

優選的，所述復合陶瓷是由以下質量配比的原料制成的：直徑為0.5~2mm的燒結或電熔莫來石顆粒10%~15%、直徑為0.01-0.05mm的燒結莫來石顆粒2%~10%、直徑為0.5~1mm的碳化硅顆粒10%~20%、直徑為5-20μm的硅微粉顆粒3%~5%、直徑為30-100nm的Al₂O₃顆粒6%~10%、直徑為10-50nm的SiO₂顆粒5%~10%、直徑為10-100nm的ZrO₂顆粒3%~5%、鈦酸鉀晶須2%~6%、硅烷0.2%~0.?5%、鈦酸酯0.2%~0.5%、十六烷基三甲基溴化銨0.5%~1.5%、直徑為0.01-0.1mm的板狀剛玉顆粒10%~20%，余量為直徑為1~5mm的板狀剛玉顆粒。

所述的一種低溫合成的CFB用復合陶瓷的制備方法，步驟如下：?

第一步：按照質量配比取各組分原料，并分別將Al₂O₃、SiO₂與十六烷基三甲基溴化銨混合進行表面改性，將ZrO₂與硅烷混合進行表面改性，將晶須鈦酸鉀與鈦酸酯混合，進行表面改性；

第二步：將第一步所得產物混合與剩余的組分原料混合，攪拌成流態膠狀混合物，然后將該混合物放置于模具中，加壓振動，制得坯體，使坯體自然老化至強度為≥1?Mpa，然后將坯體與模具分離；

第三步：對第二步所得坯體進行熱處理：以2~5℃/分鐘升溫至600℃并保溫，然后進行冷卻，即得到最終成品即得一種低溫合成的CFB用復合陶瓷。

優選的，所述的制備方法，第一步中，使用納米分散設備，對需要表面改性的混合物進行30-50分鐘的分散。

優選的，所述的制備方法，第一步中，所述的分散的時間為40分鐘。

優選的，所述的制備方法，第二步中，使用剪切攪拌機在常溫、常壓下對所有組分的混合物進行攪拌，時間為20-40分鐘。

優選的，所述的制備方法，第二步中，加壓振動的振動頻率為60次/分鐘，振幅為1mm，壓力為5Mpa。

優選的，所述的制備方法，第三步中，升溫速度為4℃/分鐘，在600℃的保溫時長為24小時。