CN109111237A - 一种刚玉-莫来石质耐火材料、其制备方法及承烧板 - Google Patents

一种刚玉-莫来石质耐火材料、其制备方法及承烧板 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一刚玉‑莫来石质耐火材料，由以下重量份的原料构成：粉料80‑90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；石蜡10‑15重量份；表面活性剂0.1‑1重量份。本申请还提供一种上述刚玉‑莫来石质耐火材料的制备方法和承烧板。本申请提供的刚玉‑莫来石质耐火材料及承烧板，性能好、使用寿命长，并具有良好的热稳定性，可在1550‑1600℃下反复使用，特别适用于烧结磁芯、陶瓷电容器和绝缘陶瓷。

Description

一种刚玉-莫来石质耐火材料、其制备方法及承烧板
技术领域
本申请涉及耐火材料技术领域，特别是涉及一种刚玉-莫来石质耐火材料、其制备方法及承烧板。
背景技术
承烧板是作为陶瓷窑炉燃烧室支承部件，承烧产品放在承烧板上进行烧制。刚玉-莫来石质承烧板有较高的抗热震性和高温强度，且化学稳定性和耐磨性较好，能在较高的温度(1450℃)下反复使用100～200次，特别适用于烧结磁芯、陶瓷电容器和绝缘陶瓷。
目前，国内的电容器生产厂家大部分采用刚玉-莫来石质基体的喷涂承烧板，其中，使用要求较高的喷涂承烧板多从日本及德国进口，价格昂贵。而国内刚玉-莫来石质喷涂板的使用寿命较低且稳定性差，主要是由于其热震稳定性不好，造成使用时容易断裂。而喷涂板产品的热稳定性主要由刚玉-莫来石质基体决定。因此，如何提高刚玉-莫来石质复合材料热震稳定性是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种刚玉-莫来石质耐火材料；本发明的第二个目的为提供一种上述刚玉-莫来石质耐火材料的制备方法；本发明的第三个目的为提供一种承烧板。本申请提供的刚玉-莫来石质耐火材料及承烧板，性能好、使用寿命长，并具有良好的热稳定性，可在1550-1600℃下反复使用，特别适用于烧结磁芯、陶瓷电容器和绝缘陶瓷。
本发明提供的技术方案如下：
一种刚玉-莫来石质耐火材料，由以下重量份的原料构成：
粉料80-90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；
石蜡10-15重量份；
表面活性剂0.1-1重量份。
优选地，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石55-65重量份，电熔白刚玉30-40重量份，高岭土2-5重量份，硅微粉1-4重量份。
优选地，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石58-62重量份，电熔白刚玉34-36重量份，高岭土3-4重量份，硅微粉2-3重量份。
优选地，所述电熔白刚玉包括粒径不同的第一电熔白刚玉和第二电熔白刚玉，所述第一电熔白刚玉的粒径为70-90μm，所述第二电熔白刚玉的粒径为40-50μm，所述第一电熔白刚玉和所述第二电熔白刚玉的重量比为1:1-2。
优选地，所述表面活性剂具体为油酸。
一种制备上述任一项所述的耐火材料的方法，包括以下步骤：
a、将烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉组成的粉料混匀；
b、将粉料与石蜡、表面活性剂混合均匀，制成浆料；
c、将浆料热压成型；
d、对热压成型的材料高温烧结。
优选地，步骤c中，所述热压成型的压力为0.3-0.85MPa，温度为60-90℃，保压时间1-40s。
优选地，步骤d中，所述烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为15-30h。
优选地，步骤c中，使用热压注机进行热压成型；和/或，
步骤d中，使用推板窑进行高温烧结。
一种承烧板，由上述任一项所述的耐火材料制成，或由上述任一项所述的方法制备的耐火材料制成。
本申请提供一种刚玉-莫来石质耐火材料，由以下重量份的原料构成：粉料80-90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；石蜡10-15重量份；表面活性剂0.1-1重量份。本申请提供的刚玉-莫来石质耐火材料，使用烧结合成莫来石与电熔白刚玉组配，并添加石蜡、表面活性剂，使获得的耐火材料性能好、使用寿命长，并具有良好的热稳定性，可在1550-1600℃下反复使用。
本申请还提供制备上述任一项所述的耐火材料的方法，将粉料混匀、然后将粉料与石蜡、表面活性剂混匀，经热压、烧结，可制得耐火材料。操作简便，便于批量生产和工业化应用，并可根据需要，通过热压成型不同规格和形状的耐火材料。
本申请化提供一种承烧板，由上述任一项所述的耐火材料制成，或由上述任一项所述的方法制备的耐火材料制成。本申请提供的承烧板，性能好、使用寿命长，使用温度1550-1600，密度2.7-2.8g/cm3，具有良好的热稳定性，特别适用于烧结磁芯、陶瓷电容器和绝缘陶瓷。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供一种刚玉-莫来石质耐火材料，由以下重量份的原料构成：
粉料80-90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；
石蜡10-15重量份；
表面活性剂0.1-1重量份。
本申请提供一种刚玉-莫来石质耐火材料，由以下重量份的原料构成：粉料80-90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；石蜡10-15重量份；表面活性剂0.1-1重量份。本申请提供的刚玉-莫来石质耐火材料，使用烧结合成莫来石与电熔白刚玉组配，并添加石蜡、表面活性剂，使获得的耐火材料性能好、使用寿命长，并具有良好的热稳定性，可在1550-1600℃下反复使用。
其中，烧结合成莫来石是由氧化铝和二氧化硅在高温烧结过程中的固相反应生成，通过控制原料的粒度、纯度和烧结温度等参数，使人工合成的烧结合成莫来石呈现出化学均匀性好、耐火性能优良、热稳定性好的特性，并且能承受较重压力，在反复冷热循环的环境下能多次使用而不断裂。本申请中，烧结合成莫来石优选使用德国Nabatec公司生产的高性能烧结合成莫来石SYMULOX M72，其中含有氧化铝72％、二氧化硅26％、三氧化二铁0.3％，二氧化钛0.2％，氧化钙0.05％，氧化镁0.1％，氧化钠0.2％，氧化钾0.6％。SYMULOXM72杂质含量低，组织晶粒细小，并且其中莫来石相含量高达95％以上。配合电熔白刚玉与高岭土、硅微粉可制成与国外产品性能相媲美的高性能承烧板。
而电熔白刚玉是由氧化铝经电熔提炼结晶而成，纯度高，杂质含量少，耐高温，适宜用作耐火材料原料。
优选地，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石55-65重量份，电熔白刚玉30-40重量份，高岭土2-5重量份，硅微粉1-4重量份。
优选地，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石58-62重量份，电熔白刚玉34-36重量份，高岭土3-4重量份，硅微粉2-3重量份。
作为优选，粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石55-65重量份、优选58-62重量份；电熔白刚玉30-40重量份、优选34-36重量份；高岭土2-5重量份、优选3-4重量份；硅微粉1-4重量份、优选2-3重量份。上述重量份，是指烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉在粉料中的重量份，与石蜡、表面活性剂的用量无关。使用时，粉料由烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉按照上述重量份配比并混匀，然后将混匀后的粉料，与石蜡、表面活性剂按照三者的重量份进行配料。
优选地，所述电熔白刚玉包括粒径不同的第一电熔白刚玉和第二电熔白刚玉，所述第一电熔白刚玉的粒径为70-90μm，所述第二电熔白刚玉的粒径为40-50μm，所述第一电熔白刚玉和所述第二电熔白刚玉的重量比为1:1-2。
更优选将两种粒径不同的电熔白刚玉混合使用，粒径不同的电熔白刚玉能够更好与烧结合成莫来石反应，使制得的耐火材料性能提高。第一电熔白刚玉的粒径为70-90μm、优选80μm(过180目筛)，第二电熔白刚玉的粒径为40-50μm、优选45μm(过325目筛)。粉料中使用的电熔白刚玉中，第一电熔白刚玉和所述第二电熔白刚玉的重量比为1:1-2、优选1:1.33。例如粉料中使用45重量份电熔白刚玉时，第一电熔白刚玉占15重量份，而第二电熔白刚玉占20重量份。
优选地，所述表面活性剂具体为油酸。
优选使用油酸作为表面活性剂，油酸的加入可以利于石蜡乳化进行反应。
一种制备上述任一项所述的耐火材料的方法，包括以下步骤：
a、将烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉组成的粉料混匀；
b、将粉料与石蜡、表面活性剂混合均匀，制成浆料；
c、将浆料热压成型；
d、对热压成型的材料高温烧结。
本申请还提供制备上述任一项所述的耐火材料的方法，将粉料混匀、然后将粉料与石蜡、表面活性剂混匀，经热压、烧结，可制得耐火材料。操作简便，便于批量生产和工业化应用，并可根据需要，通过热压成型不同规格和形状的耐火材料。
优选地，步骤c中，所述热压成型的压力为0.3-0.85MPa，温度为60-90℃，保压时间1-40s。
优选热压成型的压力为0.3-0.85MPa，温度为60-90℃，保压时间1-40s，更优选保压1-20s。
优选地，步骤d中，所述烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为15-30h。
优选烧结温度为1600-1700℃、优选1650-1680℃，烧结时间为15-30h、优选20-24h。
优选地，步骤c中，使用热压注机进行热压成型；和/或，
步骤d中，使用推板窑进行高温烧结。
一种承烧板，由上述任一项所述的耐火材料制成，或由上述任一项所述的方法制备的耐火材料制成。
本申请化提供一种承烧板，由上述任一项所述的耐火材料制成，或由上述任一项所述的方法制备的耐火材料制成。本申请提供的承烧板，性能好、使用寿命长，使用温度1550-1600，密度2.7-2.8g/cm3，具有良好的热稳定性，特别适用于烧结磁芯、陶瓷电容器和绝缘陶瓷。承烧板尺寸可以是60mm x120mm x 3mm。
实施例1刚玉-莫来石质承烧板的制备
刚玉-莫来石质承烧板，由以下重量份的原料构成：
粉料87重量份；
石蜡12重量份；
油酸1重量份；
其中，所述粉料包括：
烧结合成莫来石59.5重量份；
电熔白刚玉35重量份，其中，过180目筛的第一电熔白刚玉15重量份；过325目筛的第二电熔白刚玉20重量份；
高岭土3.5重量份；
硅微粉2重量份。
制备方法，包括以下步骤：
a、将上述重量份的烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉组成的粉料混匀；
b、将粉料与上述重量份的石蜡、油酸混合均匀，制成浆料；
c、将浆料使用热压注机进行热压成型，热压成型的压力为0.3-0.85MPa，温度为60-90℃，保压时间1-20s；
d、对热压成型的材料使用推板窑进行高温烧结，烧结温度为1670℃，烧结时间为24h。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种刚玉-莫来石质耐火材料，其特征在于，由以下重量份的原料构成：
粉料80-90重量份；其中，所述粉料包括烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉；
石蜡10-15重量份；
表面活性剂0.1-1重量份。
2.根据权利要求1所述的耐火材料，其特征在于，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石55-65重量份，电熔白刚玉30-40重量份，高岭土2-5重量份，硅微粉1-4重量份。
3.根据权利要求2所述的的耐火材料，其特征在于，所述粉料由以下重量份的原料制成：烧结合成莫来石58-62重量份，电熔白刚玉34-36重量份，高岭土3-4重量份，硅微粉2-3重量份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的耐火材料，其特征在于，所述电熔白刚玉包括粒径不同的第一电熔白刚玉和第二电熔白刚玉，所述第一电熔白刚玉的粒径为70-90μm，所述第二电熔白刚玉的粒径为40-50μm，所述第一电熔白刚玉和所述第二电熔白刚玉的重量比为1:1-2。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的耐火材料，其特征在于，所述表面活性剂具体为油酸。
6.一种制备权利要求1-5中任一项所述的耐火材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将烧结合成莫来石、电熔白刚玉、高岭土、硅微粉组成的粉料混匀；
b、将粉料与石蜡、表面活性剂混合均匀，制成浆料；
c、将浆料热压成型；
d、对热压成型的材料高温烧结。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤c中，所述热压成型的压力为0.3-0.85MPa，温度为60-90℃，保压时间1-40s。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤d中，所述烧结温度为1600-1700℃，烧结时间为15-30h。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤c中，使用热压注机进行热压成型；和/或，
步骤d中，使用推板窑进行高温烧结。
10.一种承烧板，其特征在于，由权利要求1-5中任一项所述的耐火材料制成，或由权利要求6-9中任一项所述的方法制备的耐火材料制成。
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