專利名稱：賽隆陶瓷粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種以煤矸石為主要原料的賽隆陶瓷粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
賽隆陶瓷粉體(賽隆粉體)作為一種高性能陶瓷粉體,廣泛應(yīng)用于耐火材料行業(yè)、 有色金屬冶煉行業(yè)和耐磨材料等方面。傳統(tǒng)賽隆粉體生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，配料嚴(yán)謹(jǐn)，操作技術(shù)要求嚴(yán)格，使用條件比較苛刻，不便實施，而且其制備都是在小型真空氮化爐內(nèi)進行，生產(chǎn)規(guī)模受到限制，產(chǎn)量低，成本高，不能滿足市場需求。煤矸石在露天堆放中對環(huán)境會造成很大危害。目前，煤矸石的主要應(yīng)用集中在建材方面，如制磚、水泥、輕骨料、和砌塊等。煤矸石的以上應(yīng)用都屬于簡單的低附加值應(yīng)用， 未能充分利用煤砰石中的主要成分Si02、Al2O3O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以煤矸石為主要原料的賽隆陶瓷粉體，以充分利用煤矸石中的主要成分Si02、Al203 ;本發(fā)明還提供了上述賽隆陶瓷粉體的制備方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述原料制成主料煤砰石20 50wt%,娃粉 20 50wt%，鋁粉17 35wt% ;配料主料總重5 15%的稀釋劑。本發(fā)明所述的稀釋劑為賽隆粉體或氮化硅粉。本發(fā)明所述各原料粒度為-325目。本發(fā)明所述的煤矸石為煅燒除碳的煤矸石。本發(fā)明制備方法的工藝步驟為
(1)將煤矸石、硅粉、鋁粉和稀釋劑混合均勻，得到混合粉體；
(2)將混合粉體松裝于剛玉料舟中；然后置于真空管式爐中，抽真空，通入流動氮氣，混合粉體預(yù)熱升溫，然后在溫度為1300 1500°C的條件下反應(yīng)，得到合成賽隆粉體；
(3)將合成賽隆粉體冷卻、研磨成粉末，即可得到本賽隆陶瓷粉體。本發(fā)明制備方法所述步驟(2)中，抽真空至真空度為O. 09MPa以上。本發(fā)明制備方法所述步驟(2)中，反應(yīng)時間為2 5h。本發(fā)明制備方法所述步驟(2)中預(yù)熱升溫過程為混合粉體溫度在1000°C以下時，以3 9°C /min的速度升溫；在1000 1300°C時，以I 5°C /min的速度升溫；在 1300 1500°C時，以O(shè) 3°C /min的速度升溫。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于
I、煤矸石為采煤工業(yè)中排出的廢渣，在露天堆放過程中嚴(yán)重污染環(huán)境和水源，本發(fā)明通過對煤矸石進一步的應(yīng)用，有效的減少了環(huán)境污染。2、現(xiàn)有的賽隆粉體多采用金屬硅粉、金屬鋁粉、氧化鋁粉等高純原料生產(chǎn)，造成產(chǎn)品價格居高不下，限制了其推廣應(yīng)用。本發(fā)明以煤矸石為原料合成賽隆粉體，降低了生產(chǎn)成本，且反應(yīng)周期明顯縮短，能耗降低。3、本發(fā)明大幅降低反應(yīng)所用氮氣壓力，減少設(shè)備了的投入，有效的降低了生產(chǎn)成本，具有工藝過程簡單的特點。4、本發(fā)明所得的賽隆粉體中塞隆含量達90wt%左右，Si含量3 5wt%，Al2O3含量
3 5wt%。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。實施例I :本賽隆陶瓷粉體采用下述原料配比及其制備方法。原料配比煤矸石硅粉鋁粉的重量配比為20 : 50 : 30，以及煤矸石、硅粉和鋁粉總重5%的氮化硅粉；各原料均能過325目篩。制備方法將上述配比的煤矸石、硅粉、鋁粉和氮化硅粉烘干，然后在振動球磨機中混料30min,得到混合粉體；混合粉體松裝于80mmX 30mmX 20mm(長X寬X高)的剛玉料舟中，將其置于真空管式爐中，抽真空達到O. 09MPa,然后通入流動氮氣，開始升溫，IOOO0C 以下時升溫速度為9°C /min, 1000 1300°C時升溫速度為3°C /min, 1300 1500°C時升溫速度為3°C /min,升溫至1500°C后保溫反應(yīng)2h ;反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，經(jīng)研磨機研磨得到賽隆陶瓷粉體。經(jīng)檢測，所得到的賽隆陶瓷粉體中塞隆含量為93wt% ；Si含量為4. 2wt% ；A1203 含量為3. 7wt%0實施例2 :本賽隆陶瓷粉體采用下述原料配比及其制備方法。原料配比煤矸石硅粉鋁粉的重量配比為50 : 30 : 20，以及煤矸石、硅粉和鋁粉總重10%的賽隆粉體；各原料均能過325目篩。制備方法將煤矸石、硅粉、鋁粉和賽隆粉體烘干，然后在振動球磨機中混料 IOmin,得到混合粉體；混合粉體松裝于80mmX30mmX20mm的剛玉料舟中，將其置于真空管式爐中，抽真空達到O. 095MPa，通入流動氮氣，開始升溫，1000°C以下時升溫速度為3°C / min, 1000 1300°C時升溫速度為1C /min，升溫至1300°C后保溫反應(yīng)5h ;反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，經(jīng)研磨機研磨得到賽隆陶瓷粉體。經(jīng)檢測，所得到的賽隆陶瓷粉體中塞隆含量為 91wt% ；Si 含量為 3. 6wt% ；A1203 含量為 3. 9wt%。實施例3 :本賽隆陶瓷粉體采用下述原料配比及其制備方法。原料配比煤矸石硅粉鋁粉的重量配比為45 : 20 : 35，以及煤矸石、硅粉和鋁粉總重15%的氮化硅粉；各原料均能過325目篩。制備方法將煤矸石、硅粉、鋁粉和氮化硅粉烘干，然后在振動球磨機中混料 20min,得到混合粉體；混合粉體松裝于80mmX30mmX20mm的剛玉料舟中，將其置于真空管式爐中，抽真空達到O. 098MPa，通入流動氮氣，開始升溫，1000°C以下時升溫速度為4°C / min, 1000 1300°C時升溫速度為5°C /min, 1300 1400°C時升溫速度為1°C /min，升溫至 1400°C后保溫反應(yīng)3h。反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，經(jīng)研磨機研磨得到賽隆陶瓷粉體。經(jīng)檢測，所得到的賽隆陶瓷粉體中塞隆含量為89wt% ；Si含量為4. 7wt% ；A1203含量為3. 2wt%。實施例4 :本賽隆陶瓷粉體采用下述原料配比及其制備方法。原料配比煤矸石硅粉鋁粉的重量配比為40 : 43 : 17，以及煤矸石、硅粉和鋁粉總重8%的賽隆粉體；各原料均能過325目篩。
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制備方法將煤矸石、硅粉、鋁粉和賽隆粉體烘干，然后在振動球磨機中混料 30min,得到混合粉體；混合粉體松裝于80mmX30mmX20mm的剛玉料舟中，將其置于真空管式爐中，抽真空達到O. 096MPa，通入流動氮氣，開始升溫，1000°C以下時升溫速度為6°C / min, 1000 1300°C時升溫速度為2°C /min, 1300 1350°C時升溫速度為2°C /min，升溫至 1350°C后保溫反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，經(jīng)研磨機研磨得到賽隆陶瓷粉體。經(jīng)檢測，所得到的賽隆陶瓷粉體中塞隆含量為90wt% ；Si含量為4. lwt% ；A1203含量為4. 5wt%。
權(quán)利要求
1.一種賽隆陶瓷粉體，其特征在于，其采用下述原料制成主料煤矸石20 50wt%，硅粉20 50wt%，鋁粉17 35wt% ；配料主料總重5 15%的稀釋劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的賽隆陶瓷粉體，其特征在于所述的稀釋劑為賽隆粉體或氮化硅粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的賽隆陶瓷粉體，其特征在于所述各原料粒度為-325目。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的賽隆陶瓷粉體，其特征在于所述的煤矸石為煅燒除碳的煤矸石。
5.權(quán)利要求I一 4所述的賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，該方法的工藝步驟為(1)將煤矸石、硅粉、鋁粉和稀釋劑混合均勻，得到混合粉體；(2)將混合粉體松裝于剛玉料舟中；然后置于真空管式爐中，抽真空，通入流動氮氣，混合粉體預(yù)熱升溫，然后在溫度為1300 1500°C的條件下反應(yīng)，得到合成賽隆粉體；(3)將合成賽隆粉體冷卻、研磨成粉末，即可得到本賽隆陶瓷粉體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，抽真空至真空度為O. 09MPa以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，反應(yīng)時間為2 5h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中預(yù)熱升溫過程為混合粉體溫度在1000°C以下時，以3 9°C /min的速度升溫；在1000 1300°C時，以I 5°C /min的速度升溫；在1300 1500°C時，以O(shè) 3°C /min的速度升溫。
9.根據(jù)權(quán)利要求5- 8所述的任意一種賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中，各原料在振動磨中混料10 30min,得到混合粉體。
10.根據(jù)權(quán)利要求5- 8所述的任意一種賽隆陶瓷粉體的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，混合粉體松裝于80mmX30mmX20mm的剛玉料舟中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種賽隆陶瓷粉體及其制備方法，其采用下述原料制成主料煤矸石20～50wt%，硅粉20～50wt%，鋁粉17～35wt%；配料主料總重5～15%的稀釋劑。本賽隆陶瓷粉體以煤矸石為原料合成賽隆粉體，降低了生產(chǎn)成本，且反應(yīng)周期明顯縮短，能耗降低；且該方法具有工藝過程簡單的特點。所得的賽隆粉體中塞隆含量達90wt%左右，Si含量3～5wt%，Al2O3含量3～5wt%。
文檔編號C04B35/626GK102584248SQ20121001396
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者劉天柱, 劉得順, 徐錦標(biāo), 楊連弟, 王京甫, 王福, 郭金硯, 陰國鋒 申請人:中國科學(xué)院唐山高新技術(shù)研究與轉(zhuǎn)化中心, 古交市賽隆龍?zhí)沾煽萍及l(fā)展有限公司