[發明專利]一種利用陶瓷拋光廢渣和煤矸石制備β-SiAlON復相材料的方法

有效

• 申請號: 201410156340.3
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103951446A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 王習東;王博;王昊;趙大偉;張作泰;劉麗麗
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/599;C04B38/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

1.一種利用陶瓷拋光廢渣和煤矸石制備β-SiAlON復相材料的方法，該方法包括以下步驟：

1）將陶瓷拋光廢渣和煤矸石分別粉碎，然后將陶瓷拋光廢渣細粉、煤矸石細粉和碳粉細粉按質量比1:(5～15):(1～5)的比例混合，即得混合料；

2）將混合料加無水乙醇濕磨，然后烘干，添加粘接劑，混勻后在50～100Mpa的壓力下預壓成型，然后在氮氣氣氛下1450～1600℃燒結，降溫，冷卻至室溫后即得β-SiAlON復相材料。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1）將陶瓷拋光廢渣和煤矸石分別粉碎至粒度小于或等于48μm，然后將陶瓷拋光廢渣細粉、煤矸石細粉和碳粉細粉按質量比1:(5～15):(1～5)的比例混合，即得混合料；

2）將混合料加無水乙醇濕磨，濕磨6-10小時，然后在100～120℃烘干，添加粘接劑，混勻后在50～100Mpa的壓力下預壓成型，然后在氮氣氣氛下1450～1600℃燒結4～6小時，降溫至800℃后停止通入氮氣，冷卻至室溫后即得β-SiAlON復相材料。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷拋光廢渣，是從瓷質磚的磚坯表面去除的0.5-0.7毫米表面層。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷拋光廢渣含有以下質量百分比的成分：Al₂O₃15%～20%，堿性氧化物CaO、MgO及K/Na化合物總含量7%～15%，SiO₂（含SiC）含量65%～75%。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤矸石，含有以下質量百分比的成分：SiO₂50%～70%，Al₂O₃20%～45%，C5%～15%；所述碳粉為石墨粉、焦炭粉、活性炭粉、木炭粉或者炭黑。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述濕磨時每100g混合料加入5-10ml無水乙醇。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘接劑為有機無毒且在500℃以上高溫下會揮發的粘接劑。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，粘結劑為聚乙烯醇或羧甲基纖維素鈉。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，粘接劑使用時需要配制成水溶液，其質量濃度在3～5%，添加量為每g混合料中加入0.08～0.12ml。

10.根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，本發明提供的方法包括以下步驟：

1）將陶瓷拋光廢渣、煤矸石分別粉碎，過45μm篩；

2）將陶瓷拋光廢渣細粉、煤矸石細粉和活性炭粉按質量比1:7:2的比例混合，即得混合料；

3）將混合料加無水乙醇濕磨4小時，每100g混合料加入5-10ml無水乙醇，然后100℃干燥6小時，添加質量濃度為4%的聚乙烯醇水溶液，添加量為每10g添加1.0ml，混勻后在80MPa壓力下預壓成型，然后通氮條件下1500℃燒結6h，在燒結后繼續通入氮氣至到隨爐降溫至800℃，停止通氮氣，冷卻到室溫，即得到β-SiAlON復相材料。