CN107311671A - 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107311671A
CN107311671A CN201710528033.7A CN201710528033A CN107311671A CN 107311671 A CN107311671 A CN 107311671A CN 201710528033 A CN201710528033 A CN 201710528033A CN 107311671 A CN107311671 A CN 107311671A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oxidation resistant
refractory material
resistant carbon
carbon siclx
carborundum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710528033.7A
Other languages
English (en)
Inventor
佘建锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changxing Hongkuang Furnace Burden Co Ltd
Original Assignee
Changxing Hongkuang Furnace Burden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changxing Hongkuang Furnace Burden Co Ltd filed Critical Changxing Hongkuang Furnace Burden Co Ltd
Priority to CN201710528033.7A priority Critical patent/CN107311671A/zh
Publication of CN107311671A publication Critical patent/CN107311671A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5093—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with elements other than metals or carbon
    • C04B41/5096—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials

Abstract

本发明涉及了一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法，以碳化硅粉为原料成型生坯，高温生成碳化硅烧结体，并在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层。该膜层能够有效隔绝其内部材料与外界氧气接触，因此显著提高了碳化硅耐火材料的抗氧化性能。同时，硅膜层的表面在高温下也会氧化成SiO2，会使材料的抗氧化性能更加优异，这个过程还会促进炼钢过程中的脱氧，加快炼钢速度，提高钢的质量。另外，由于材料内部气孔的存在，增加了碳化硅材料的抗热震性。所用镀膜方法已经是工艺非常成熟的常用镀膜技术，工艺稳定，控制简单，调控镀膜的厚度、密度或者镀膜材料都非常方便，有利于工业生产应用。

Description

一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及碳化硅系耐火材料，尤其涉及一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法。
背景技术
SiC系耐火材料是人们早已知晓的一种优质耐火材料。具有强度高、导热系数大、抗震性好、耐磨损、抗侵蚀等优良高温性能，在冶金等工业部门有许多用途。尤其碳化硅还是极好的脱氧剂，用它可以加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。但是碳化硅的主要晶相是SiC，易氧化，并且重结晶碳化硅的R-SiC开口气孔的存在，增大了氧化的表面，加剧了高温氧化，氧化形成的SiO2覆盖在材料表面和气孔内表面，在下一个高温循环中，气孔内的SiO2发生晶型转化，产生体积效应造成SiO2膜开裂，又裸露新的SiC表面，从而导致进一步氧化，造成材料最终损坏。
为解决上述问题，渗硅碳化硅越来越收到人们的普遍重视，即在R-SiC基础上进行液相或气相渗硅，R-SiC的气孔由游离硅填充，生成更加致密的渗硅碳化硅材料，不利于氧化发生，性能更加优良。但是此方法工艺复杂，成本较高，现在国内基本还处于研究阶段，工业生产应用还很少。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法。
本发明的具体技术方案为：一种抗氧化碳化硅系耐火材料，以碳化硅粉为原料成型生坯，2000-2050℃下烧结，生成碳化硅烧结体，在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层。
作为优选，所述的碳化硅系耐火材料由80-95wt%碳化硅、0.5-10wt%游离硅、0-5wt%游离碳、气孔和少量杂质组成。
作为优选，所述的硅膜层厚度在2-20μm。
作为优选，所述的硅膜层厚度在6-12μm。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：通过在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层，防止碳化硅材料内部氧化，同时，硅膜层的表面在高温下也会氧化成SiO2，会使材料的抗氧化性能更加优异，这个过程还会促进炼钢过程中的脱氧，加快炼钢速度，提高钢的质量。另外，由于材料内部气孔的存在，增加了碳化硅材料的抗热震性。
上述的抗氧化碳化硅系耐火材料的制备方法为，以碳化硅粉为原料成型生坯，2000-2050℃下烧结，生成碳化硅烧结体，采用物理气相沉积法，在镀膜机中沉积硅膜层。
作为优选，所述的物理气相沉积法包括真空蒸镀、溅射镀膜、等离子体镀膜和离子镀。
作为优选，所述的镀膜机为真空离子镀膜机，利用电子束蒸发磁控溅射，或多弧蒸发离化技术沉积硅膜层。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：相比于渗硅技术，这种镀膜方法已经是工艺非常成熟的常用镀膜技术，工艺稳定，控制简单，调控镀膜的厚度、密度或者镀膜材料都非常方便，有利于工业生产应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
按照配方称取原料碳化硅粉，在2000℃高温烧结，生成碳化硅烧结体，冷却后破碎成3mm颗粒，将颗粒放入真空离子镀膜机的真空腔体，沉积硅膜层，厚度为6μm。
实施例2
按照配方称取原料碳化硅粉，在2050℃高温烧结，生成碳化硅烧结体，冷却后破碎成12mm颗粒，将颗粒放入真空离子镀膜机的真空腔体，沉积硅膜层，厚度为12μm。
实施例3
按照配方称取原料碳化硅粉，在2000℃高温烧结，生成碳化硅烧结体，冷却后破碎成8mm颗粒，将颗粒放入真空离子镀膜机的真空腔体，沉积硅膜层，厚度为20μm。
实施例4
按照配方称取原料碳化硅粉，在2050℃高温烧结，生成碳化硅烧结体，冷却后破碎成2mm颗粒，将颗粒放入真空离子镀膜机的真空腔体，沉积硅膜层，厚度为2μm。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种抗氧化碳化硅系耐火材料，其特征在于：以碳化硅粉为原料成型生坯，2000-2050℃下烧结，生成碳化硅烧结体，在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层。
2.如权利要求1所述的抗氧化碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的氮化硅系耐火材料由80-95wt%碳化硅、0.5-10wt%游离硅、0-5wt%游离碳、气孔和少量杂质组成。
3.如权利要求1所述的抗氧化碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的硅膜层厚度在2-20μm。
4.如权利要求1所述的抗氧化碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的硅膜层厚度在6-12μm。
5.一种如权利要求1所述的抗氧化碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，以碳化硅粉为原料成型生坯，2000-2050℃下烧结，生成碳化硅烧结体，采用物理气相沉积法，在镀膜机中沉积硅膜层。
6.如权利要求5所述的抗氧化碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，所述的物理气相沉积法包括真空蒸镀、溅射镀膜、等离子体镀膜和离子镀。
7.如权利要求5所述的抗氧化碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，所述的镀膜机为真空离子镀膜机，利用电子束蒸发磁控溅射，或多弧蒸发离化技术沉积硅膜层。
CN201710528033.7A 2017-06-30 2017-06-30 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法 Pending CN107311671A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710528033.7A CN107311671A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710528033.7A CN107311671A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107311671A true CN107311671A (zh) 2017-11-03

Family

ID=60181409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710528033.7A Pending CN107311671A (zh) 2017-06-30 2017-06-30 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107311671A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110903074A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 沈阳星光技术陶瓷有限公司 一种碳化硅基体表面高温抗氧化涂层及其制备方法
CN114477963A (zh) * 2022-03-16 2022-05-13 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 一种钢包罐沿砖及其制备方法
CN114956828A (zh) * 2022-05-17 2022-08-30 合肥商德应用材料有限公司 碳化硅陶瓷及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85109647A (zh) * 1984-12-19 1986-08-27 普拉斯马英万特股份公司 带有保护涂层的碳或石墨体及其生产方法
CN101037318A (zh) * 2007-03-22 2007-09-19 浙江林学院 光触媒水泥木丝板及其生产方法
CN101323524A (zh) * 2008-04-15 2008-12-17 西安交通大学 一种定向排列孔碳化硅多孔陶瓷的制备方法
CN101555161A (zh) * 2008-04-11 2009-10-14 中国科学院金属研究所 一种提高碳化硅泡沫陶瓷高温抗氧化性能的表面改性方法
CN102144053A (zh) * 2008-09-05 2011-08-03 原子能与替代能源委员会 用于形成基于碳化硅的不粘涂层的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85109647A (zh) * 1984-12-19 1986-08-27 普拉斯马英万特股份公司 带有保护涂层的碳或石墨体及其生产方法
CN101037318A (zh) * 2007-03-22 2007-09-19 浙江林学院 光触媒水泥木丝板及其生产方法
CN101555161A (zh) * 2008-04-11 2009-10-14 中国科学院金属研究所 一种提高碳化硅泡沫陶瓷高温抗氧化性能的表面改性方法
CN101323524A (zh) * 2008-04-15 2008-12-17 西安交通大学 一种定向排列孔碳化硅多孔陶瓷的制备方法
CN102144053A (zh) * 2008-09-05 2011-08-03 原子能与替代能源委员会 用于形成基于碳化硅的不粘涂层的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110903074A (zh) * 2018-09-17 2020-03-24 沈阳星光技术陶瓷有限公司 一种碳化硅基体表面高温抗氧化涂层及其制备方法
CN114477963A (zh) * 2022-03-16 2022-05-13 武汉钢铁集团耐火材料有限责任公司 一种钢包罐沿砖及其制备方法
CN114956828A (zh) * 2022-05-17 2022-08-30 合肥商德应用材料有限公司 碳化硅陶瓷及其制备方法和应用
CN114956828B (zh) * 2022-05-17 2023-08-15 合肥商德应用材料有限公司 碳化硅陶瓷及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107814591B (zh) 一种碳材料表面硼化物改性硅基抗氧化涂层的制备方法
CN107311671A (zh) 一种抗氧化碳化硅系耐火材料及其制备方法
Maître et al. Effect of silica on the reactive sintering of polycrystalline Nd: YAG ceramics
Sun et al. Effect of Y2O3 on the oxidation resistant of ZrSiO4/SiC coating prepared by supersonic plasma spraying technique for carbon/carbon composites
Ren et al. Effects of the second phase on the microstructure and ablation resistance of HfC coating on C/C composites
JP4919367B1 (ja) 炭化珪素薄膜の成膜方法
Sun et al. Ablation mechanism and properties of SiO2 modified ZrB2-SiC coatings fabricated on C/C composites via plasma spraying technology
CN106977223A (zh) 陶瓷改性及具有陶瓷涂层的c/c复合材料及其制备方法
CN108118304A (zh) 纳米复合涂层及其制备工艺
CN106978586A (zh) 一种灭弧室用铜钨电触头材料的表面镀层处理方法
Wang et al. Ablation behavior of (Hf–Ta–Zr–Nb–Ti) C high‐entropy carbide and (Hf–Ta–Zr–Nb–Ti) C–xSiC composites
CN108328605B (zh) 一种耐高温石墨烯散热膜及其制备方法
Xu et al. In situ synthesized TiC–DLC nanocomposite coatings on titanium surface in acetylene ambient
Hu et al. Microstructure and mechanical properties of ta-C films by pulse-enhanced cathodic arc evaporation: Effect of pulsed current
CN110565063B (zh) 一种锆钽硼涂层及其制备方法和应用
US5250324A (en) Method for forming a surface coating using powdered solid oxidants and parent metals
WO2024065970A1 (zh) 氧化物硬质涂层的复合沉积方法及涂层刀具
CN107382364A (zh) 一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法
Yu et al. Nanosized (Zr, Hf) O2 coating reinforced by AlN whiskers for the ablation protection of SiC coated C/C composites
CN108504980A (zh) 一种耐高温抗烧蚀复合涂层及其制备方法
CN107285781A (zh) 一种抗水化镁钙质耐火材料及其制备方法
Gotoh et al. Formation and control of stoichiometric hafnium nitride thin films by direct sputtering of hafnium nitride target
Renheng et al. High Temperature Oxidation Resistance Performance of TiC/Mo Composite by Spark Plasma Sintering
CN111410560A (zh) 一种高致密SiC涂层的硅化石墨制备方法
JP2010037565A (ja) 成膜装置および成膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171103