本實用新型涉及電子陶瓷窯爐技術領域，尤其涉及一種耐強堿腐蝕的莫來石纖維耐火磚。

背景技術：

鋰離子電池三元正極材料主要由鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、氫氧化鎳鈷錳等通過濕法制備工藝制成。濕法制備工藝主要包括：三元前驅體的合成過程，將絡合劑氨水、金屬鎳鈷錳離子的水溶液和沉淀劑氫氧化鈉水溶液加入到反應釜中，在保護氣體條件下進行前驅體液相制備；三元材料的合成，將三元前驅體與鋰鹽經球磨、攪拌、粉碎、快速干燥后，于窯爐中進行前段燒結，前段燒結后物料按比例二次引入鋰鹽，混料后于窯爐中進行二次燒結，得到鎳鈷錳酸鋰三元正極材料。目前三元正極材料在制備過程中，在高溫窯爐進行材料燒結時，氫氧化鈉等強堿揮發產生了強堿氣體。

現有的高溫窯爐中，通常使用莫來石輕質磚作為內襯耐火磚使用，莫來石（3Al₂O₃·2SiO₂）為主晶相的莫來石纖維磚，礦物組成除莫來石外，還含少量玻璃相和方石英。莫來石纖維耐火磚如果不做任何處理，直接砌成鋰電電池燒結窯爐，在使用過程中，鋰電材料在高溫下產生的強堿氣體，會與玻璃相及石英相發生化學反應，會嚴重地腐蝕莫來石纖維耐火磚，每隔半年，需要進行一次內襯莫來石纖維耐火磚的更換，更換時需要停電、停窯，嚴重影響生產，而且，莫來石纖維耐火磚被腐蝕后，會產生掉渣，污染鋰電電池材料，嚴重影響產品質量。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐高溫、可防止強堿腐蝕的莫來石纖維耐火磚。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下方案實現：

一種耐強堿腐蝕的莫來石纖維耐火磚，包括莫來石纖維耐火磚，所述莫來石纖維耐火磚的一側表面覆蓋有一層納米無機涂層。

采用現有技術中的噴涂或者刷涂工藝將納米無機材料涂覆在莫來石纖維耐火磚上，然后燒結而成，則可形成一層致密堅硬的納米無機材料保護層。由于納米無機材料良好的特性，燒結形成的保護層能夠抵抗燒結鋰電材料產生的強堿腐蝕氣體，防止莫來石纖維耐火磚受到腐蝕而掉渣，使得莫來石纖維耐火磚的使用壽命提高到24個月以上。

所述納米無機涂層為納米氧化鋯涂層。納米氧化鋯具有耐高溫和化學穩定性好的特點，當覆蓋在莫來石纖維耐火磚上時，少部分的納米氧化鋯能與莫來石纖維耐火磚進行復合，極大地提高了莫來石纖維耐火磚的斷裂韌性和抗彎強度。

納米氧化鋯涂層的厚度不是越厚越好或者越薄越好，厚度低于一定程度時，其容易在環境溫度急劇變化下發生破裂脫落，從而不能對莫來石纖維耐火磚起到很好的保護作用；厚度高于一定程度，則不可避免的增大了生產成本。為此，發明人做了大量的試驗，選出合適的尺寸參數區間。所述納米氧化鋯涂層的厚度為0.04~0.3mm。優選的，所述納米氧化鋯涂層的厚度為0.08~0.18mm。進一步優選的，所述納米氧化鋯涂層的厚度為0.1~0.15mm。

所述莫來石纖維耐火磚涂覆納米氧化鋯涂層的一側表面形成多條并列的溝槽。雖然納米氧化鋯具有良好的抗熱震性能，但是在高溫下其晶型轉變會使其發生較大的體積變化從而產生剝離現象，為了防止長時間的作用下導致納米氧化鋯涂層破裂剝離，通過在莫來石纖維耐火磚的表面設置多條并列的溝槽，提供給納米氧化鋯晶型轉變時的緩沖地帶，可以起到防止其體積收縮導致的開裂和剝落的作用。

所述溝槽為V型溝槽，且每條V型溝槽之間間隔0.5~2mm。V型溝槽的設置是為了提供納米氧化鋯涂層體積收縮予以緩沖，當V型溝槽之間間隔過小時，納米氧化鋯涂層的收縮會使兩條V型溝槽之間的納米氧化鋯涂層拱起并開裂，因此發明人通過大量試驗選取了合適的范圍以保證達到最佳的保護效果。V型溝槽的兩個斜面給予噴涂填充至溝槽內的納米氧化鋯予以支撐，可以使得納米氧化鋯在形變時更加均勻，防止進一步裂痕的發生。

所述V型溝槽的深度為1.5~2.7mm。所述V型溝槽的夾角角度為5~15°。當納米氧化鋯覆蓋在莫來石纖維耐火磚上時，少部分的納米氧化鋯能與莫來石纖維耐火磚進行復合，此時的納米氧化鋯能與莫來石纖維耐火磚緊密結合，莫來石纖維耐火磚長時間使用后，V型結構的溝槽能保持納米氧化鋯涂層與莫來石纖維耐火磚表面較強的機械結合力，可以延緩納米氧化鋯涂層的老化。

所述莫來石纖維耐火磚的長度為220~240mm，寬度為104~124mm，厚度為55~75mm。莫來石纖維耐火磚作為內襯堆疊在窯爐內部，因此其尺寸要嚴格控制，特別是在其內側涂覆了納米氧化鋯后更要控制其尺寸，若尺寸控制不當，納米氧化鋯涂層容易由于其本身的熱應力而發生破裂脫落。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：本實用新型使用納米無機材料特別是納米氧化鋯涂覆在莫來石纖維耐火磚上，然后燒結形成一層致密堅硬的無機材料保護層，能夠有效抵抗燒結鋰電材料產生的強堿腐蝕氣體，能將莫來石纖維耐火磚的使用壽命由6個月提高到24月以上，有效的防止莫來石纖維耐火磚掉渣污染鋰電池材料的情況。

附圖說明

圖1為莫來石纖維耐火磚的機構示意圖。

具體實施方式

為了讓本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述。

實施例

如圖1所示，一種耐強堿腐蝕的莫來石纖維耐火磚，包括莫來石纖維耐火磚100，所述莫來石纖維耐火磚100的一側表面覆蓋有一層納米無機涂層200。所述納米無機涂層為納米氧化鋯涂層。所述納米氧化鋯涂層的厚度為0.2mm。進一步的，所述莫來石纖維耐火磚涂覆納米氧化鋯涂層的一側表面形成多條并列的溝槽110。所述溝槽為V型溝槽，且每條V型溝槽之間間隔1mm。所述V型溝槽的深度為2mm。所述V型溝槽的夾角角度為10°。所述莫來石纖維耐火磚的長度為230mm，寬度為114mm，厚度為65mm。

上述實施例僅為本實用新型的其中具體實現方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬于本實用新型的保護范圍。