[發明專利]一種Al4

有效

• 申請號: 201711328055.5
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108218408B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 錢志明;張軍杰;錢晶;黃京衡
• 申請（專利權）人: 江蘇諾明高溫材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/103
• 分類號: C04B35/103;C04B35/622;C04B35/634;C04B35/66;C04B35/65
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明涉及一種Al₄SiC₄結合Al₂O₃?SiC復合材料的制備方法，屬于耐火材料領域。該復合材料按重量百分比計的原料組成為：45%?86%的高鋁礬土，10?25%的碳化硅，5?15%的活性氧化鋁，1?15%的金屬鋁，0?5%炭黑或石墨，外加上述原料總量2?6%的酚醛樹脂結合劑。生產時按配比稱取各種原料，混合均勻，經混煉得到泥料，然后壓制成型，先在120?250℃下烘干10?25 h，然后在1300℃?1700℃埋炭氣氛下燒結5?12 h。本發明產品高溫燒成過程中原位合成了Al₄SiC₄為結合相，其具有高熔點、高強度、高耐磨性、高化學穩定性、低熱膨脹系數以及優異的抗氧化性和抗水化性能，是一種高溫結構材料和高性能耐火材料。

技術領域

本發明涉及一種Al₄SiC₄結合Al₂O₃-SiC復合材料的制備方法，屬于耐火材料領域。

背景技術

隨著水泥回轉窯生產越來越大型化，窯的轉速加快，窯徑加大，對耐火材料的要求越來越高。尤其是回轉窯窯口耐火襯是窯襯的薄弱環節，需要承受急冷、急熱氣流沖擊，高溫水泥熟料磨損和高溫有害氣體堿腐蝕等，使用條件十分苛刻。要求耐火材料必須具有良好的抗熱震性、耐磨性和耐堿性。

干熄焦爐冷卻室主要完成干熄爐內焦炭冷卻作用，底部的冷卻氣流沿向上與自上而下的焦炭層對流換熱，焦炭沿干熄爐冷卻室壁向下運動的過程中與工作面耐火磚形成擠壓和劇烈磨擦以及化學侵蝕，并且耐火磚每年要經受數萬余次的溫度變化，要求耐火材料具有優異的耐磨性、熱震穩定性和抗侵蝕性。

用于連接與調控煉鐵和煉鋼之間的鐵水輸送、儲存緩沖和預處理設備如混鐵車（魚雷罐）、混鐵爐、鐵水罐等用的耐火材料普遍存在抗沖刷性不好、抗渣侵蝕和滲透性差、爐襯材料中的C易被氧化等原因而造成爐襯使用壽命低、易結渣等問題。

洪彥若等在研究非氧化物復合材料時，提出了金屬塑性相復合耐火材料的理論及實現該材料的工藝，即過渡塑性相工藝。在剛性的無機氧化物中加入一定量的金屬，金屬的大部分為過渡塑性相，少部分為金屬塑性相。兩者初始時均起塑性成型作用，在常溫壓制成型時金屬的塑性使剛性成型轉變為塑性成型，提高制坯的密度和降低氣孔率；在燒結過程，金屬液化或軟化，充填空隙，起助燒劑作用，提高制品致密度。區別之處在于燒結過程，過渡塑性相的金屬與環境氣氛及材料發生了反應，生成了非金屬增強相，提高材料的高溫強度和抗熱震性。

Al₄SiC₄具有高熔點（大約2037 ℃）、高強度、高化學穩定性、低熱膨脹系數以及優異的抗氧化和抗水化性能，是一種高溫結構材料和高性能耐火材料，也是含碳材料和非氧化物使用的抗氧化劑。并且Al₄SiC₄難以被鐵及氧化物基熔渣潤濕, 因而具有優良的抗渣侵蝕性和抗渣滲透性。

發明內容

本發明旨在制備出一種Al₄SiC₄結合Al₂O₃-SiC復合材料，具有氣孔率低、強度高、耐磨性好、熱震穩定性好、抗侵蝕性好等優良的性能指標，可廣泛用于水泥回轉窯、干熄焦爐、鐵水罐和魚雷罐等。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種Al₄SiC₄結合Al₂O₃-SiC復合材料，各物質含量按重量百分比計算為45%-86%的高鋁礬土，10-25%的碳化硅，5-15%的活性氧化鋁，1-15%的金屬鋁，0-5%炭黑或石墨，外加上述原料總量2-6%的酚醛樹脂。