[發明專利]碳化硅晶須增強多孔方鎂石-尖晶石-碳過濾器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110023652.7
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112794728B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 鄢文;高仲鈺;陳哲;王強;劉昱;李光強
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/66;B22D43/00;B22C9/08
• 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

本發明涉及一種碳化硅晶須增強多孔方鎂石?尖晶石?碳過濾器及其制備方法。其技術方案是：將微納米孔徑的多孔方鎂石?尖晶石陶瓷細粉于真空裝置中與改性溶液混合，干燥；干燥后得到的改性多孔方鎂石?尖晶石陶瓷細粉和單質硅粉、改性煤焦油瀝青粉、減水劑、流變劑、鋁溶膠、消泡劑和去離子水混合，攪拌，得到漿體。將碳化硅預形體浸入到漿體中，靜置，離心處理，得到陶瓷素坯；將陶瓷素坯干燥，在埋碳條件下，升溫至1350～1450℃，保溫，冷卻，制得碳化硅晶須增強多孔方鎂石?尖晶石?碳過濾器。本發明制備的碳化硅晶須增強多孔方鎂石?尖晶石?碳過濾器的強度高、熱震穩定性優良、使用壽命長和鋼液凈化效果好；適用于超潔凈鋼液過濾。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷過濾器技術領域。尤其涉及一種碳化硅晶須增強多孔方鎂石-尖晶石-碳過濾器及其制備方法。

背景技術

鋼液中的非金屬夾雜物是影響鋼質量的關鍵因素，因此，去除鋼液中夾雜物、提高鋼液潔凈度是生產高附加值鋼材產品的重要技術手段。在鋼液澆注的最終環節引入具有三維網狀骨架結構和貫通狀氣孔的陶瓷過濾器，能有效濾除鋼液中的夾雜物，是一種凈化鋼液、提高鋼質量的重要方法。

目前，關于制備多孔陶瓷過濾器的研究已有較多報道，如“一種鎂鋁尖晶石增強氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器及其制備方法”(CN201810307155.8)專利技術，以含納米氧化鋁燒結助劑的氧化鎂陶瓷粉料、納米鋁溶膠和流變劑等為原料，以聚氨酯泡沫為載體，制得鎂鋁尖晶石增強氧化鎂基泡沫陶瓷過濾器，所得制品骨架內部為聚氨酯泡沫模板燒失后留下的中空結構，骨架強度低，熱震穩定性差，限制了使用壽命。又如“鑄鋼及高溫合金用直孔陶瓷過濾器”(CN201210442209.4)專利技術，以Al₂O₃和SiO₂為主要原料，制得鑄鋼及高溫合金用直孔陶瓷過濾器，該技術的直孔結構與致密基體材料使得過濾器對于小尺寸的夾雜物的吸附效果較差。再如文獻(丁俊杰，翟剛軍.二次掛漿工藝對鑄造用SiC基泡沫陶瓷性能的影響.耐火材料,2020,054(002):137-140)技術，以SiC微粉、α-Al₂O₃微粉、硅溶膠和糊精為原料，經二次掛漿雖制得SiC基泡沫陶瓷過濾器，但由于SiC為非氧化物，對鋼液中氧化物為主的夾雜物吸附效果較差；且該技術以致密粉體為原料，制得的過濾器骨架表面相對致密，對夾雜物的吸附能力有限。

綜上所述，現有多孔陶瓷過濾器還存在一些技術缺陷：過濾器骨架的強度較低，熱震穩定性差，使用壽命短；過濾器骨架表面相對致密，去除夾雜物的效果差，特別是對小尺寸夾雜物的去除效果較弱。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種碳化硅晶須增強多孔方鎂石-尖晶石-碳過濾器的制備方法，用該方法制備的碳化硅晶須增強多孔方鎂石-尖晶石-碳過濾器的強度高、熱震穩定性優良、使用壽命長和鋼液凈化效果好；適用于超潔凈鋼液過濾。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案的具體步驟是：

步驟1、多孔方鎂石-尖晶石陶瓷細粉的制備

步驟1.1、將氫氧化鋁細粉以2～4℃/min的速率升溫至350～400℃，保溫1～3h，冷卻，得到高孔隙率的氧化鋁細粉。

步驟1.2、將10～40wt％的所述高孔隙率的氧化鋁細粉和60～90wt％的輕燒菱鎂礦細粉于攪拌機中攪拌1～3h，得到混合料I。

步驟1.3、按所述混合料I∶鋁溶膠的質量比為100∶(3～6)，將所述混合料I和所述鋁溶膠混合10～20min，得到混合料II。將所述混合料II在100～150MPa條件下機壓成型，在110℃條件下干燥18～36h，以4～5℃/min的速率升溫至1650～1750℃，保溫2～6h，得到微納米孔徑的多孔方鎂石-尖晶石陶瓷材料。