CN103408297A - 一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。其技术方案是:先以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置12~24小时;再在110℃温度条件下干燥12~24小时,然后在1400~1800℃条件下烧成1~8小时或1600℃~2500℃温度下电熔1~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。本发明工艺简单、成本低和环境友好;制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好,且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强,适用于制备高温陶瓷和耐火材料。
Description
技术领域
本发明属于高温陶瓷和耐火材料技术领域,具体涉及一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。
背景技术
莫来石是一种优质的耐火材料,它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大和抗化学腐蚀性好等特点。但在自然界中存在的莫来石矿极少,通常是采用人工合成的方式制备,在高温陶瓷和耐火材料领域得到广泛应用。但是研究发现莫来石不但会在碱质(Na2O,K2O)作用下分解,而且RO(MgO, CaO)同样能促使莫来石分解。此外,还原气氛(CO)亦导致莫来石分解,由此限制了莫来石材料的应用。
为了充分利用莫来石材料优异的性能,扩大莫来石材料的使用范围,研究者开发了含莫来石的复相材料,这些材料包括:锆莫来石、堇青石-莫来石、碳化硅-莫来石等。这些复相材料的合成和实际应用也存在着一些问题,比如堇青石-莫来石对合成温度的控制及其苛刻;锆莫来石复相材料生产成本高;碳化硅-莫来石实际上是在原料中直接引入全部或部分的碳化硅以及莫来石,显微结构的均匀程度较差,以上莫来石复相材料难以满足在碱性和还原气氛下长期使用的要求。
发明内容
本发明旨在克服现有莫来石材料在碱性和还原气氛下使用的缺陷,目的是提供一种工艺简单、成本低和环境友好的六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法;所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好,且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:先以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置12~24小时;再在110℃温度条件下干燥12~24小时,然后在1400~1800℃条件下烧成1~8小时或1600℃~2500℃温度下电熔1~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
所述氧化铝粉的粒度1~200μm。
所述氢氧化铝粉的粒度1~200μm。
所述钙长石粉的粒度1~200μm。
所述氧化硅粉的粒度1~200μm。
由于采用上述技术方案,本发明与现有技术相比的优点是:本发明以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料,制得六铝酸钙-莫来石复相材料,制备工艺简单、成本低和环境友好。所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料中,六铝酸钙是CaO-Al2O3系中的A l2O3含量最高的铝酸钙相,在含铁熔渣中的溶解度低,在还原气氛(CO)中的稳定性高,在碱性环境中的化学稳定性好,对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低。将六铝酸钙和莫来石制备成复相材料,片状CA6 相和针状莫来石相相互穿插的结构不但能显著提高材料的力学性能,而且能有效抵抗碱性和还原气氛的侵蚀;同时,所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料具有热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好和热导率低等特点,适用于制备高温陶瓷和耐火材料。
因此,本发明工艺简单、成本低和环境友好,制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好,且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强,适用于制备高温陶瓷和耐火材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述,并非对其保护范围的限制。
为避免重复,现将本具体实施方式所涉及的技术参数统一描述如下,实施例中不再赘述:
所述氧化铝粉的粒度1~200μm;
所述氢氧化铝粉的粒度1~200μm;
所述钙长石粉的粒度1~200μm;
所述二氧化硅粉的粒度1~200μm。
实施例1
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置12~16小时;再在110℃温度条件下干燥12~16小时,然后在1400~1600℃条件下烧成1~4小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例2
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置16~20小时;再在110℃温度条件下干燥16~24小时,然后在1600~1800℃条件下烧成4~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例3
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氢氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置20~24小时;再在110℃温度条件下干燥12~16小时,然后在1400~1600℃条件下烧成1~4小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例4
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氢氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置22~24小时;再在110℃温度条件下干燥16~24小时,然后在1400~1800℃条件下烧成4~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例5
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、氢氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置12~16小时;再在110℃温度条件下干燥16~24小时,然后在1600~1800℃条件下烧成4~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例6
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置16~20小时;再在110℃温度条件下干燥12~18小时,然后在1600~2000℃条件下电熔1~4小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例7
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置20~24小时;再在110℃温度条件下干燥18~24小时,然后在2000℃~2200℃温度下电熔4~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
实施例8
一种六铝酸钙-莫来石复相材料及其制备方法。先以氧化铝粉、氢氧化铝粉、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置22~24小时;再在110℃温度条件下干燥18~24小时,然后在2200℃~2500℃温度下电熔1~4小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料。
本实施例所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
本具体实施方式与现有技术相比的优点是:本具体实施方式以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料,制得六铝酸钙-莫来石复相材料,制备工艺简单、成本低和环境友好。所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料中,六铝酸钙是CaO-A l2O3系中的Al2O3含量最高的铝酸钙相,在含铁熔渣中的溶解度低,在还原气氛(CO)中的稳定性高,在碱性环境中的化学稳定性好,对熔融金属和熔渣(钢铁和有色金属)的润湿性低。将六铝酸钙和莫来石制备成复相材料,片状CA6 相和针状莫来石相相互穿插的结构不但能显著提高材料的力学性能,而且能有效抵抗碱性和还原气氛的侵蚀;同时,所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料具有热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好和热导率低等特点,适用于制备高温陶瓷和耐火材料。
因此,本具体实施方式工艺简单、成本低和环境友好,制备的六铝酸钙-莫来石复相材料不仅热震稳定性好、高温力学强度大、高温稳定性好,且热导率低、抗碱性和还原气氛侵蚀能力强,适用于制备高温陶瓷和耐火材料。
Claims (6)
1.一种六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法,其特征在于:先以氧化铝粉和氢氧化铝粉中的一种以上、钙长石粉和氧化硅粉为原料,混合均匀,压制成形,静置12~24小时;再在110℃温度条件下干燥12~24小时,然后在1400~1800℃条件下烧成1~8小时或1600℃~2500℃温度下电熔1~8小时,自然冷却,即得六铝酸钙-莫来石复相材料;
所述原料中:Al2O3:SiO2:CaO的质量比为75.6:19.8:4.6。
2.根据权利要求1所述六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法,其特征在于所述氧化铝粉的粒度1~200μm。
3.根据权利要求1所述六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法,其特征在于所述氢氧化铝粉的粒度1~200μm。
4.根据权利要求1所述六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法,其特征在于所述钙长石粉的粒度1~200μm。
5.根据权利要求1所述六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法,其特征在于所述氧化硅粉的粒度1~200μm。
6.一种六铝酸钙-莫来石复相材料,其特征在于所述六铝酸钙-莫来石复相材料是根据权利要求1~5项中任一项所述的六铝酸钙-莫来石复相材料的制备方法所制备的六铝酸钙-莫来石复相材料。
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