專利名稱：一種方鎂石—碳化硅復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種方鎂石—碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化物—非氧化物復(fù)合材料是耐火材料發(fā)展的重要方向。MgO-C耐火材料已成為鋼鐵工業(yè)用重要的耐火材料，它是由鎂砂及石墨以樹脂為結(jié)合劑制成的。由于石墨不被熔渣潤(rùn)濕，熱導(dǎo)率高，因而碳復(fù)合耐火材料具有良好的抗渣性和熱震穩(wěn)定性。但是，碳復(fù)合耐火材料具有難以克服的弱點(diǎn)，即抗氧化性差(張文杰，李楠編著.碳復(fù)合耐火材料.科學(xué)出版社.)。由于石墨及結(jié)合劑碳化形成的結(jié)合碳很容易被空氣中的氧氧化，這是碳復(fù)合耐火材料損壞的重要原因之一。此外，由于樹脂的碳化，樹脂結(jié)合的MgO-C材料的中溫(如1000℃)強(qiáng)度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既具有較高熱導(dǎo)率、良好的抗渣性和熱震穩(wěn)定性，又具有良好的抗氧化性及中溫強(qiáng)度高的復(fù)合材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按重量百分含量將60～90％的電熔或燒結(jié)鎂砂、10～40％的碳化硅、外加3～8％的結(jié)合劑及0～1％的六次甲基四胺為固化劑，攪拌混合，壓制成型，在110～350℃下烘烤2～24小時(shí)。
其中，電熔或燒結(jié)鎂砂、碳化硅或?yàn)轭w粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物；電熔或燒結(jié)鎂砂的顆粒尺寸在7～11mm之間、細(xì)粉粒徑在3～95um之間。碳化硅的顆粒尺寸在2～12mm、細(xì)粉粒徑在2～105um之間。顆粒和細(xì)粉的混合物中，以重量百分含量計(jì)，顆粒為30～80％、細(xì)粉為20～70％上述中的結(jié)合劑或?yàn)榉尤渲?、或?yàn)檠趸枞苣z、或?yàn)槎趸栉⒎酆头尤渲幕旌衔铩６趸栉⒎鄣闹亓堪俜趾繛榻Y(jié)合劑總量的0～80％。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所制備的復(fù)合材料既具有高熔點(diǎn)及較高的熱導(dǎo)率，特別是具有自保護(hù)氧化特性，即SiC氧化后在SiC顆粒表面形成一層氧化硅保護(hù)膜，保護(hù)顆粒內(nèi)部的SiC不被進(jìn)一步氧化。本發(fā)明用SiC取代石墨可大大提高材料的抗氧化性，又由于本發(fā)明在結(jié)合劑中引入氧化硅溶膠和二氧化硅物粉可以提高材料的中溫強(qiáng)度。該材料可用做冶金爐及容器的內(nèi)襯。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種方鎂石—碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。按重量百分含量將70～90％的電熔鎂砂顆粒與細(xì)粉、10～30％的碳化硅顆粒與細(xì)粉、外加3～5％的酚醛樹脂和二氧化硅微粉的結(jié)合劑及外加0.1～0.8％的六次甲基四胺為固化劑進(jìn)行混合。其中二氧化硅微粉的重量百分含量為結(jié)合劑總量的10～70％；電熔鎂砂的顆粒尺寸在8～10mm之間、細(xì)粉粒徑在5～88um之間，碳化硅的顆粒尺寸在3～10mm、細(xì)粉粒徑在3～100um之間。上述顆粒與細(xì)粉的重量百分含量分別是顆粒為35～70％，細(xì)粉為30～65％。
混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后在200～300℃下烘烤18～24小時(shí)。即可得到常溫耐壓強(qiáng)度大于30MPa，顯氣孔率小于15％的方鎂石—碳化硅復(fù)合耐火材料。
實(shí)施例2一種方鎂石—碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。按重量百分含量將50～90％的燒結(jié)鎂砂顆粒與細(xì)粉、10～50％的碳化硅顆粒與細(xì)粉為、外加5～6％的氧化硅溶膠進(jìn)行混合。其中燒結(jié)鎂砂的顆粒尺寸在8～10mm之間、細(xì)粉粒徑在5～88um之間，碳化硅的顆粒尺寸在3～10mm、細(xì)粉粒徑在3～100um之間。上述顆粒和細(xì)粉的重量百分含量分別是顆粒為35～70％，細(xì)粉為30～65％。
混合后攪拌均勻，在壓機(jī)上壓制成型后在110～150℃下烘干10～24小時(shí)。即可得到常溫耐壓強(qiáng)度大于30MPa的方鎂石—碳化硅復(fù)合材料，顯氣孔率小于15％的方鎂石—碳化硅復(fù)合耐火材料。
權(quán)利要求
1.一種方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于按重量百分含量將60～90％的電熔或燒結(jié)鎂砂、10～40％的碳化硅、外加3～8％的結(jié)合劑及0～1％的六次甲基四胺為固化劑，攪拌混合，壓制成型，在110～350℃下烘烤2～24小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的電熔或燒結(jié)鎂砂、碳化硅或?yàn)轭w粒、或?yàn)榧?xì)粉、或?yàn)轭w粒和細(xì)粉的混合物；電熔或燒結(jié)鎂砂的顆粒尺寸在7～11mm之間、細(xì)粉粒徑在3～95um之間，碳化硅的顆粒尺寸在2～12mm、細(xì)粉粒徑在2～105um之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的顆粒和細(xì)粉的混合物中，以重量百分含量計(jì)，顆粒為30～80％、細(xì)粉為20～70％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的結(jié)合劑或?yàn)榉尤渲?、或?yàn)檠趸枞苣z、或?yàn)槎趸栉⒎酆头尤渲幕旌衔铩?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的二氧化硅微粉的重量百分含量為結(jié)合劑總量的0～80％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的用方鎂石-碳化硅復(fù)合材料的制備方法所生產(chǎn)的方鎂石-碳化硅復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方鎂石－碳化硅復(fù)合材料及其制備方法。采用的技術(shù)方案是按重量百分含量將60～90％電熔或燒結(jié)鎂砂、10～40％碳化硅、外加3～8％的結(jié)合劑、0～1％的六次甲基四胺為固化劑，攪拌混合，壓制成型，在110～350℃下烘烤2～24小時(shí)。本發(fā)明所制備的復(fù)合材料既具有高熔點(diǎn)及較高的熱導(dǎo)率，特別是具有自保護(hù)氧化特性，即SiC氧化后在SiC顆粒表面形成一層氧化硅保護(hù)膜，保護(hù)顆粒內(nèi)部的SiC不被進(jìn)一步氧化。本發(fā)明用SiC取代石墨可大大提高材料的抗氧化性。又由于本發(fā)明在結(jié)合劑中引入氧化硅溶膠和二氧化硅物粉可以提高材料的中溫強(qiáng)度。該材料可用做冶金爐及容器的內(nèi)襯。
文檔編號(hào)C04B35/04GK1654416SQ20051001815
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者李楠 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)