[發(fā)明專利]一種高賽隆相的碳化硅制品及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810477442.3
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108610067B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許大燕;翟皖予;范亞娟;王瑞;王光強
• 申請（專利權(quán)）人: 中鋼洛耐科技股份有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/565;C04B35/622
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本發(fā)明公開了一種高賽隆相的碳化硅制品及其制備方法。把高活性單質(zhì)硅粉、高活性金屬鋁粉、高活性α?氧化鋁粉、碳化硅細粉預(yù)混、在球磨機內(nèi)共磨25?30分鐘形成共磨粉，把碳化硅不同顆粒按級配、共磨粉、結(jié)合劑按比例稱好在濕碾機混25?30分鐘，壓制成坯體，在1450?1500℃氮化燒成。本發(fā)明采用高活性的級配原料和特殊工藝方法，生產(chǎn)高賽隆相含量的碳化硅制品，β?Sialon相含量可達到21?27%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料領(lǐng)域，尤其涉及一種以SiC、高活性單質(zhì)Si粉、高活性Al粉、高活性α-Al₂O₃微粉為原料、焙燒過程充N₂的方法制備的高賽隆相的碳化硅制品及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，在煉鋼高爐的爐腹、爐腰等部位,工況復(fù)雜和環(huán)境惡劣,所用的耐火材料為賽隆碳化硅，但現(xiàn)有技術(shù)的賽隆碳化硅的賽隆相較低，從而造成抗氧化性、抗堿及堿性渣、抗鐵水沖刷能力較差；在現(xiàn)有技術(shù)中,制備賽隆結(jié)合碳化硅的方法有多種，其中一種是采用SiC、金屬Si粉、Al粉、Al₂O₃粉為原料，按一定比例混合后壓制成坯體，在1500℃氮化燒成制備賽隆碳化硅產(chǎn)品。眾所周知，采用此方法制備賽隆含量高的碳化硅材料有一定難度。其主要原因是，工業(yè)生產(chǎn)中難以將溫度、壓力和原料活性精確控制在最有利于形成賽隆相的范圍內(nèi)，Si、Al、N 、O四元素難以充分固溶，導(dǎo)致有大量剩余的Si₃N₄和Al₂O₃沒有充分合成賽隆相，從而導(dǎo)致賽隆相含量低，從而影響其抗氧化性、抗堿及堿性渣、抗鐵水沖刷能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決在各原料添加比例不變的情況下，采用高活性的級配原料和特殊工藝方法，生產(chǎn)高賽隆相含量的碳化硅制品，β-Sialon相含量可達到21-27%。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：把高活性單質(zhì)硅粉、高活性金屬鋁粉、高活性α-氧化鋁粉、碳化硅細粉預(yù)混、在球磨機內(nèi)共磨25-30分鐘形成共磨粉，把碳化硅不同顆粒按級配、共磨粉、結(jié)合劑按比例稱好在濕碾機混25-30分鐘，壓制成坯體，在1450-1500℃氮化燒成。

本發(fā)明中原始料的加入重量份數(shù)為：碳化硅顆粒65-66份，碳化硅細粉15-16份,高活性單質(zhì)硅粉8-10份，高活性金屬鋁粉1-3份，高活性α-氧化鋁微粉6-7份；加入結(jié)合劑，結(jié)合劑加入量為原始料總重量的4.5%。

其中碳化硅顆粒粒度分布在3-1mm、1-0.5 mm、0.5-0.2 mm; 碳化硅細粉粒度為0.088-0.01 mm；這四個粒度區(qū)間合理搭配，可以達到最緊密堆積狀態(tài)，有利于提高制品的致密性; 另外,更重要的是碳化硅細粉粒度達到0.088-0.01 mm,已經(jīng)達到了超微粉, 這些超微粉不僅粘附在賽隆晶相體結(jié)構(gòu)表面上，形成牢固的骨架作用，顯著提高其強度；另外更是有一些超微小粉粒滲入晶相體的空隙中，起到二次防護的作用，從而提高足夠強度和耐侵蝕性能。

其中所述的高活性單質(zhì)硅粉粒度在44 -1.0微米的區(qū)間；這樣的粒度區(qū)間，單質(zhì)硅粉的活性較高，原料高能球磨預(yù)混階段可以使單質(zhì)硅分散更均勻，焙燒階段易氮化，與Al、O固溶形成賽隆相。

其中所述的高活性金屬鋁粉粒度在44 -1.0微米的區(qū)間；這樣的粒度區(qū)間，高活性金屬鋁粉的活性較高，原料高能球磨預(yù)混階段可以使金屬鋁分散更均勻，焙燒階段易氮化，與Si、O固溶形成賽隆相。

其中所述的高活性α-氧化鋁微粉粒度在10-0.5微米的區(qū)間；這樣的粒度區(qū)間，高活性α-氧化鋁微粉活性較高，原料高能球磨預(yù)混階段可以使α-氧化鋁微粉分散更均勻，焙燒階段易與N、Si固溶形成賽隆相。