[發(fā)明專利]一種氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011335847.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN112341224A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅旭東;滿奕然;侯慶冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/66
• 分類號(hào): C04B35/66;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 鞍山順程商標(biāo)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 21246
• 代理人: 范偉琪

本發(fā)明以高嶺土、氧化鋁粉為原料，經(jīng)3D打印成型，制備耐火塊體基體，在基體干燥后對(duì)基體進(jìn)行一次燒成。隨后在真空設(shè)備中將基體浸入氧化鋯溶膠中，在基體充分被氧化鋯凝膠浸入后對(duì)其進(jìn)行干燥。對(duì)干燥后的基體進(jìn)行二次燒成，便可得到氧化鋯?莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體。本發(fā)明方法由于采用3D打印技術(shù)成型，可設(shè)計(jì)氣孔大小和分布。采用氧化鋯溶膠浸滲基體燒成工藝，促進(jìn)了耐火塊體的燒結(jié)，使塊體的強(qiáng)度得到提高。通過莫來石?氧化鋯耐火組成合理復(fù)配，大大地提高了耐火性能和使用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體的制備方法。

背景技術(shù)

目前，多孔材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、有色金屬等產(chǎn)業(yè)。多孔材料的使用性能主要由氣孔率和強(qiáng)度決定。然而，市場(chǎng)上大多數(shù)的多孔制品并不能同時(shí)滿足這兩項(xiàng)性能。如常使用的發(fā)泡法制備的多孔材料雖然在氣孔率方面可以達(dá)到使用需求，但其無法精確控制氣孔的尺寸與分布，且耐壓強(qiáng)度卻普遍較低，通常小于50MPa，不能完全滿足使用時(shí)對(duì)強(qiáng)度的要求。同時(shí)，在如何制備同時(shí)滿足高氣孔率和高強(qiáng)度的多孔制品方面缺少相關(guān)的基礎(chǔ)性研究和裝備條件。因此，急需開發(fā)一種能同時(shí)具備高氣孔率、高強(qiáng)度的莫來石質(zhì)耐火塊體的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體的制備方法，以高嶺土、氧化鋁粉為原料，經(jīng)球磨、抽濾、混煉制備供3D打印設(shè)備使用的鋁硅質(zhì)打印泥料，通過3D打印技術(shù)成型，經(jīng)干燥、一次燒成制備耐火塊體基體。隨后在真空設(shè)備中將基體浸入氧化鋯溶膠中，在基體充分被氧化鋯凝膠浸入后對(duì)其進(jìn)行干燥。對(duì)干燥后的基體進(jìn)行二次燒成，便可得到氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體的制備方法，其特征在于，具體操作步驟如下：

（1）以重量份計(jì)，將30-40份高嶺土與60-70份氧化鋁粉置于球磨罐中，以粉體質(zhì)量2-5倍的水為球磨介質(zhì)，球磨6-12小時(shí)，得到鋁硅混合懸濁液；將得到的鋁硅混合懸濁液倒入抽濾漏斗中，打開真空泵抽濾4-6h，將抽濾后的混合漿料放入雙旋葉混煉機(jī)中混煉2-4h，得到可供3D打印設(shè)備使用的鋁硅質(zhì)泥料；

（2）根據(jù)使用要求，使用SolidWorks軟件創(chuàng)建耐火塊體的三維模型；

（3）使用Simplify 3D軟件對(duì)創(chuàng)建后的耐火塊體三維模型進(jìn)行切片處理，設(shè)置層高0.2-0.6mm、壁厚0.3-1.0mm、擠出頭移動(dòng)速度2000-3000mm/分鐘；

（4）將步驟（1）所得到的可供3D打印設(shè)備使用的鋁硅質(zhì)泥料放入3D打印設(shè)備盛料筒中，打開空氣壓縮機(jī)向盛料筒內(nèi)通入0.6-0.8MPa高壓空氣使泥料經(jīng)由輸送管進(jìn)入3D打印設(shè)備的擠出頭；操作3D打印設(shè)備讀取步驟（3）處理后的切片文件進(jìn)行3D打印成型，得3D打印鋁硅質(zhì)基體素坯；

（5）將步驟（4）所得到3D打印鋁硅質(zhì)基體素坯于110-150℃干燥8-10小時(shí)；

（6）將干燥后的3D打印鋁硅質(zhì)基體素坯在1400-1500℃高溫爐中煅燒2-4小時(shí)，隨爐自然冷卻后取出，即得3D打印莫來石基體；

（7）隨后在真空設(shè)備中將步驟（6）得到的3D打印莫來石基體浸入氧化鋯溶膠中，此過程中，真空設(shè)備內(nèi)部壓力控制在0-0.1MPa，在基體充分被氧化鋯凝膠浸入后對(duì)其進(jìn)行干燥；

（8）將干燥后的塊體在1500-1700℃高溫爐中煅燒3-6小時(shí)，隨爐自然冷卻后取出，便可得到氧化鋯-莫來石復(fù)相多孔高強(qiáng)耐火塊體。