[發明專利]一種塞隆?BN復相陶瓷材料及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201710708497.6
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107686358A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 劉孟;宋儀杰;韓斌;劉繼雄;徐國濤;陳華圣
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: C04B35/583
• 分類號: C04B35/583;C04B35/593;C04B35/622;C04B35/645
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司11570
• 代理人: 王俊杰

技術領域

本發明涉及鋼鐵連鑄技術領域，尤其涉及一種塞隆-BN復相陶瓷材料及其制備方法、應用。

背景技術

短流程薄帶鑄軋工藝是鋼鐵帶材工業生產領域內的一項革命性工藝流程，它從根本上改變了鋼鐵工業的薄型鋼材的生產過程，取消了連鑄(鑄錠)、粗軋、熱連軋及相關的加熱、切頭等一系列常規工序，開創了將鋼水經中間包直接澆注并直接軋制成數毫米厚的薄型板材的高效、節能、環保的最新型技術和工藝。側封板技術是薄帶連鑄技術中的最關鍵技術之一，是影響薄帶連鑄過程中鑄帶質量和工藝穩定性的關鍵因素。目前，主要有電磁側封、氣體側封和固體側封三種側封方式，其中氣體側封作為一種新的側封技術剛剛被人提出，大多處于基礎理論研究階段。電磁側封技術存在設備復雜，磁場不易控制，技術水平遠未達到工業化生產的要求。固體側封是目前技術最成熟、也是最接近實用條件的一種側封方法。

但是，目前國內外研究和開發的固體側封板絕大部分都不能滿足工業生產的要求，例如：《雙輥薄帶連鑄側封板及其制作方法》(田守信等人，中國專利CN101648260A)利用一種氮化硼材質的面板和一種鋁硅系保溫隔熱材料的基板制作了一種復合側封板，該專利中報道該種復合側封板的保溫性能良好，但是這種側封板的抗熱震性能不佳，導致側封板使用壽命不長。

發明內容

針對現有技術中的上述缺陷，本發明的主要目的在于提供一種塞隆-BN復相陶瓷材料及其制備方法、應用，采用上述塞隆-BN復相陶瓷材料制得的薄帶鑄軋用側封板等構件的強度高、抗熱震性好以及抗熔鋼侵蝕性能好。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種塞隆-BN復相陶瓷材料,所述陶瓷材料由包括以下成分的原料制成，按質量百分數計，所述成分為：h-BN粉20～50％，Si₃N₄粉20～50％、AlN和TiN粉10～35％，Al₂O₃粉5～15％，稀土氧化物0.5～5％。

作為進一步的優選，所述稀土氧化物選自Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Cy₂O₃、Tb₂O₃、Eu₂O₃及Ho₂O₃。

上述塞隆-BN復相陶瓷材料的制備方法，所述方法包括：

1)按質量百分數計，將20～50％的h-BN粉，20～50％的Si₃N₄粉、10～35％的AlN和TiN粉，5～15％的Al₂O₃粉以及0.5～5％的稀土氧化物混合，得到混合料，將所述混合料置于第一溶劑中混合處理后干燥，研磨備用；

2)將經所述步驟1)處理后的混合料進行成型，得到坯體，將所述坯體放置在300-600℃的溫度下處理1-10h；

3)將浸漬溶液在真空條件下加熱至30-90℃之間，然后將經步驟2)處理后的坯體放置于浸漬溶液中浸漬處理，浸漬過程中將溶液進行緩慢攪拌；所述浸漬溶液包括H₃BO₃、CO(NH₂)₂及水；

4)將經所述步驟3)浸漬處理后的坯體在氣氛條件下，于800～1200℃條件下進行預燒；將所述預燒后的坯體在氣氛下進行燒結，得到塞隆-BN復相陶瓷材料。

作為進一步的優選，所述步驟1)中，所述第一溶劑選自96％以上工業酒精、無水乙醇或丙酮；所述混合處理的時間為10～72h，所述干燥的溫度為80～150℃。

作為進一步的優選，所述步驟1)中，所述h-BN粉的粒徑≤3μm；所述Si₃N₄粉的粒徑3～5μm；所述Al₂O₃，AlN，TiN以及稀土氧化物的粒徑≤3μm；所有原料純度均為分析純。

作為進一步的優選，所述步驟2)中，所述成型為壓力成型，成型壓力范圍為10～100MPa，在成型過程中采用Al(H₂PO₃)₃溶液作為結合劑。