專利名稱：一種原位SiC增韌的焦寶石質預制件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種耐火材料，特別是涉及一種通過原位SiC增韌的焦寶石質預制件。
背景技術：
目前，耐火材料在材質上主要以氧化物材料和碳復合材料為主。以氧化物為主的耐火材料通常脆性較大，而碳復合耐火材料可以起到改善氧化物類耐火材料脆性的目的。但此類材料存在抗氧化性差、導熱率過高以及使用范圍有限等缺點。在此基礎上，在氧化物 體系中引入Sic、Sialon等非氧化物相的做法成為耐火材料領域的個新的研究熱點。眾多研究表明，氧化物一非氧化物復合材料具有較高的高溫強度和抗氧化性能，優良的抗熱震性、抗侵蝕性能，可望成為高溫工業關鍵部位使用的新一代優質高性能耐火材料。焦寶石質預制件通常采用澆注料方法預制成形。普通焦寶石質預制件熱態強度不高，影響其使用效果。因此，開發性能更好的焦寶石預制件產品，并對產品質量實現可控，是一種有效保證用戶穩定生產的途徑，也是耐火材料行業目前急需解決的問題。本發明要解決的技術問題提供一種通過原位SiC增韌的焦寶石質預制件，該預制件的熱態抗折強度和高溫體積穩定性均優于普通焦寶石質預制件。為了解決上述問題，本發明采用的技術方案為一種原位生成SiC增韌的焦寶石質預制件，其特征在于，所述焦寶石質預制件原料組成為以重量百分含量表示，焦寶石60 65 %，金屬硅10 15 %，氧化鋁微粉10 20 %，結合劑5 10 %，外加占上述原料總重
O.15%的外加劑，所述結合劑為粘土和高鋁水泥的混合物，兩者的重量比為3 :1。
根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述焦寶石中氧化鋁含量彡45%且不> 48%。
根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述金屬硅中Si含量> 98% ；所述金屬娃為粒度500目和325目單質娃中的任一種，或兩種的混合物；所述500目和325目金屬硅兩種混合物的比例為1:1。
根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述氧化鋁微粉中氧化鋁含量^ 98% ;所述氧化鋁微粉的中位徑D50為(To. 5 μ m。
根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述外加劑為木鈣粉或聚羧酸鹽的一種。權利要求1-5任一項所述焦寶石質預制件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟(1)、按照原料組成稱取原料，采用攪拌機干混均勻，得到干混物料；
(2)、向干混物料中加入占干料總重5± I %的水，攪拌均勻，然后注入模具中，在振動臺振動棒振動成型，成型后得到頂制件；
(3)、將預制件在模中于室溫20°C下養護I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養護I天，然后將預制件放入烘烤窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時間12 24小時；
(4)、將烘烤后的預制件放入匣缽內，預制件頂部覆蓋厚度高于140mm的焦炭層，然后將匣缽整體放入高溫梭式窯中，在1250 1350°C下高溫燒成，在最高溫度下保溫10 20小時，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得通過原位生成SiC增韌的焦寶石質預制件產品。根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于所述焦炭顆粒0-2mm和2-3mm的質量比2:1。 本發明的積極有益效果
I、本發明產品在原有焦寶石質預制件的基礎上引入金屬硅，在埋炭還原氣氛下燒成，引入體系中的Si可發生原位反應，生成SiC增強相。由于該反應存在氣相傳質機理，所生成的原位SiC增強相多呈纖維形狀，且在制品基質里可趨向彌散分布，均勻性好。這種原位SiC增強相可大幅提高焦寶石質預制件的熱態抗折強度。2、本發明產品解決了普通焦寶石質預制件熱態強度不高，使用中容易發生應力破壞的疑難問題。本發明產品具有較好的性能，尤其是熱態抗折強度較高。詳見表I。表I 本發明產品的性能檢測數據_
權利要求
1.一種原位生成SiC增韌的焦寶石質預制件，其特征在于，所述焦寶石質預制件原料組成為以重量百分含量表示，焦寶石60 65%，單質硅10 15%，氧化鋁微粉10 20%，結合劑9 15%，外加占上述原料總重O. 15%的外加劑，所述結合劑為粘土和高鋁水泥的混合物，兩者的重量比為3:1。
2.根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述焦寶石中Al2O3含量彡45%且不> 48%。
3.根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述單質硅中Si含量>98%;所述單質硅為粒度500目和325目單質硅中的任一種，或兩種的混合物；所述500目和325目單質硅兩種混合料的比例為1:1。
4.根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述氧化鋁微粉中Al2O3含量^ 98% ;所述氧化鋁微粉的中位徑D50為(Γ0. 5 μ m。
5.根據權利要求I所述的焦寶石質預制件，其特征在于所述外加劑為木鈣粉或聚羧酸鹽的一種。
6.權利要求1-5任一項所述焦寶石質預制件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 (I )、按照原料組成稱取原料，采用攪拌機干混均勻，得到干混物料； (2)、向干混物料中加入占干料總重5± I %的水，攪拌均勻，然后注入模具中，在振動臺振動棒振動成型，成型后得到頂制件； (3)、將預制件在模中于室溫20°C下養護I天，脫模，脫模后再于室溫20°C下自然養護I天，然后將預制件放入烘烤窯中烘烤，烘烤溫度180 200°C，烘烤時間12 24小時； (4)、將烘烤后的預制件放入匣缽內，預制件頂部覆蓋厚度高于140mm的焦炭層，然后將匣缽整體放入高溫梭式窯中，在1250 1350°C下高溫燒成，在最高溫度下保溫10 20小時，之后停窯，冷卻至室溫，即獲得通過原位生成SiC增韌的焦寶石質預制件產品。
7.根據權利要求6所述的制備方法,其特征在于所述焦炭顆粒0-2mm和2_3_的質量比2:1。
全文摘要
本發明公開一種通過原位SiC增韌的焦寶石質預制件，以焦寶石、單質硅、氧化鋁微粉和結合劑為基本原料，加外加劑，采用攪拌機將各種原料和分散劑干混至均勻，物料混勻后加入水攪拌均勻，注入模具中成型為預制件，將脫模并自然養護后的預制件在烘烤窯中進行烘烤，最后放入高溫窯內在埋炭還原氣氛下于1250℃～1350℃的高溫下燒成，燒成后冷卻至室溫即可。與傳統產品相比，本發明產品熱態抗折強度得到顯著提高，熱震穩定性亦大幅改善。
文檔編號C04B35/66GK102701769SQ20121023238
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月6日 優先權日2012年7月6日
發明者山國強 申請人:山國強