[發明專利]多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201410361846.8
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104086206A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 鄢文;李楠;李啟偉;林小麗;陳俊峰
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/66
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明屬于復合陶瓷材料技術領域。尤其涉及一種多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

隔熱耐火材料作為高溫窯爐的保溫材料，對高溫工業的節能降耗有著重要意義，這使得隔熱耐火材料的發展越來越受到關注。目前應用比較廣泛的隔熱耐火材料包括硅藻土耐火材料、鈣長石質耐火材料、黏土質隔熱耐火材料、莫來石質隔熱耐火材料、高鋁質隔熱耐火材料、方鎂石-鎂橄欖石隔熱耐火材料等。這些隔熱耐火材料的晶相組成一般為單相或兩相。

目前關于多相隔熱耐火材料的研究很少，如文獻技術（李啟偉等，堿性隔熱耐火材料的組成、結構與性能研究，硅酸鹽通報，2014，第7期）以Al₂O₃與SiO₂含量較高的菱鎂礦粉和黏土為原料制得了多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石陶瓷材料，但其使用溫度較低，只能在低于1300℃的工作環境使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種環境友好、物相組成可控、氣孔尺寸可控和體積可控的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料的制備方法，用該方法制備的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料顯氣孔率高、強度高和高溫性能好。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：以28~90wt%的菱鎂礦粉、5~20wt%的黏土粉和5~67wt%的Al(OH)₃粉為原料，混合，外加所述原料5~15wt%的水，攪拌均勻，成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥16~48小時，然后在1300~1600℃條件下保溫3~10小時，，即得多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料。

上述技術方案中：菱鎂礦粉、黏土粉和Al(OH)₃粉的徑均小于88μm；成型為機械壓制成型、或為手工搗打成型、或為澆注成型。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：

本發明利用菱鎂礦和Al(OH)₃自身分解原位產生貫通狀氣孔，避免了因添加造孔劑形成CO₂所造成的二次污染，有利于環境保護；分解后的原料原位反應生成方鎂石、鎂橄欖石和尖晶石，形成了方鎂石、鎂橄欖石和尖晶石分布均勻的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料，具有更佳的高溫性能，能使用在更高溫度的工作環境中。同時，還具有物相組成、顯氣孔率、氣孔孔徑可控的優點。

本發明所制備的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料：主要物相為方鎂石、鎂橄欖石和尖晶石，氣孔結構為貫通狀，顯氣孔率為35~63%，體積密度為1.35~2.38g/cm³，方鎂石、鎂橄欖石和尖晶石分布均勻，常溫耐壓強度為4~65MP的產品。

因此，本發明具有環境友好、物相組成可控、氣孔尺寸可控和體積可控的特點，所制備的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料顯氣孔率高、強度高和高溫性能好，能使用在低于1600℃的工作環境。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明做進一步描述，并非對其保護范圍的限制。

在本具體實施方式中：菱鎂礦粉、Al(OH)₃粉和黏土粉的粒徑均小于88μm。以下實施例中不再贅述。

實施例1

一種多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料及其制備方法。以28~32wt%的菱鎂礦粉、5~8wt%的黏土粉和63~67wt%的Al(OH)₃粉為原料，混合，外加所述原料6~9wt%的水，攪拌均勻，機械壓制成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥16~24小時，然后在1400~1600℃條件下保溫3~5小時，即得多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料。

其中：機械壓制成型的壓力為20~50MPa。

????本實施例所制備的多孔方鎂石-鎂橄欖石-尖晶石復合陶瓷材料：主要物相為分布均勻的方鎂石、鎂橄欖石和尖晶石；顯氣孔率為51~63%；常溫耐壓強度為4~16MPa；體積密度為1.35~1.52g/cm³。

實施例2