CN111620709B - 一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品 - Google Patents

一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品 Download PDF

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Abstract

本发明属于耐火材料技术领域，提出一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品。提出的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品包括骨料、基质；骨料为碳化硅颗粒，基质为镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉中的一种和稀土氧化物细粉，稀土氧化物细粉的含量占原料总质量的1%～5%，镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉的含量占原料总质量的20%～45%；碳化硅颗粒的含量占原料总质量的50%～75%；骨料、基质与树脂结合剂均匀混合后，压制成生坯，生坯经干燥后高温烧成处理得到以钇铝石榴石或镁基六铝酸为稀土结合相，碳化硅和镁铝尖晶石或六铝酸钙为主要晶相的碳化硅复合耐火制品。本发明具有抗碱性熔渣侵蚀性和抗熔渣渗透性优异的特点。

Description

一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，主要涉及一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品。
背景技术
我国富煤、贫油、少气的能源格局，决定了我国的能源的发展的方向必须侧重于煤的深加工；现阶段低阶煤（包括褐煤、长焰煤、弱粘煤和不粘煤）在我国煤炭储量及目前煤炭产量中均占50%以上，因此基于经济和环保的双重考虑必须推进低阶煤的清洁高效利用；目前水煤浆气化炉已成为煤气化的主流设备，但是其恶劣的工作环境（高温（1300~1500℃）、高压（2.0～8.7 MPa）、强还原性气氛（主要成分CO和H2））以及煤熔渣（CaO、FeOx、Al2O3、MgO、TiO2、K2O、Na2O等）的侵蚀和高温气体的物理冲刷，对内衬耐火材料的抗侵蚀性能和高温力学强度及稳定性提出较高要求；当前阶段在水煤浆煤气炉中应用最广泛的内衬材料为Cr2O3＞75wt%的Cr2O3-Al2O3-ZrO2体系的纯氧化物砖（高铬砖）；但是铬资源有限且开采成本高、对环境污染大，特别是其在服役过程中会与煤熔渣中某些物质反应生成Cr6+离子，存在潜在的环保危害。
研究表明，选取氧化物与非氧化物制备出的复合耐火材料具有单纯氧化物材料或单纯非氧化物材料所不具备的高温性能，可作为一类潜在的煤气化用环境友好型耐火材料，推动实现水煤浆气化炉耐火材料的无铬化的进展；申请文件CN201711187000.7\CN201711187027.6分别公开了一种碳化硅-六铝酸钙复合的耐火材料和碳化硅-镁铝尖晶石复合耐火材料，二者均是将碳化硅与结合剂混合均匀后加入镁铝尖晶石\六铝酸钙混合压制烧成，但是由于碳化硅的自身烧结性差，2200℃以上的极高温度下才能有一定烧结，六铝酸钙和镁铝尖晶石的高熔点（1830℃，2135℃），因此使得二者的烧结温度必须达到1800℃以上。
为防止碳化硅的氧化，此类复合材料一般在保护性气氛下完成烧结；前期探索发现，碳化硅-六铝酸钙或碳化硅-镁铝尖晶石复合材料即使在还原气氛下烧成，仍需较高温度，当烧成条件为1600℃的埋炭时碳化硅-六铝酸钙或碳化硅-镁铝尖晶石复合材料的常温抗折强度也不足10 MPa，高温抗折更是低于5MPa,较低的力学强度对该材料在使用过程中抵抗熔渣的高速冲蚀极为不利；分析此类复合材料力学强度低的主要原因是因为碳化硅和氧化物成键的方式不同。碳化硅为共价键结合，而六铝酸钙\镁铝尖晶石均为离子键结合的氧化物，这就是二者之间互不润湿，难以形成有效化学结合。
通过以上论述，为推进水煤浆气化炉用耐火材料的无铬化，如何提高提升碳化硅复合材料的强度的同时优化复合材料抗渣性能，并且兼顾该复合材料的高温抗渣侵蚀性和抗熔体冲蚀性，是一项技术难题。
发明内容
本发明的目的是提出一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，使其能提高提升碳化硅复合材料的强度的同时优化复合材料抗渣性能，并且兼顾该复合材料的高温抗渣侵蚀性和抗熔体冲蚀性。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，所述的含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品的原料包括骨料、基质；所述的骨料为碳化硅颗粒，所述的基质主要为镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉中的一种；所述的基质中还含有稀土氧化物细粉，其含量占原料总质量的1%～5%，所述的稀土氧化物细粉为氧化钇细粉或氧化镧细粉中的一种；所述镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉，其含量占原料总质量的20%～45%；所述的碳化硅颗粒，其含量占原料总质量的50%～75%；所述的骨料、基质与树脂结合剂均匀混合后，压制成一定尺寸形状的生坯，生坯经干燥后，于1300～1650℃进行高温烧成处理，在高温烧成处理过程中，氧化钇细粉高温反应后生成分子式为Y3Al5O12的钇铝石榴石，氧化镧细粉高温反应后生成分子式为LaMgAl11O19的镁基六铝酸镧；所述的钇铝石榴石或镁基六铝酸镧作为碳化硅复合耐火制品的稀土结合相，并与以碳化硅和镁铝尖晶石或六铝酸钙为主要晶相共同构成碳化硅复合耐火制品；碳化硅复合耐火制品的显气孔率10%～18%，常温抗折强度15～40MPa，1400℃高温抗折强度10～30MPa。
所述的氧化钇细粉，w(Y2O3)≥99%，粒度小于等于60μm；要求w(Y2O3)≥99%，是因为若其纯度不高会因其杂质（Fe2O3、Na2O、K2O等）存在而生成低熔点相，影响材料整体抗煤渣侵蚀性能及高温力学性能；要求氧化钇粒度较小，是因为需要生成稀土结合相均匀分布，因此必须使其能较为均匀与镁铝尖晶石或六铝酸钙混合切分布在碳化硅颗粒间；引入所述氧化钇的原因在于，在MgO-Al2O3-Y2O3系统中存在Y3Al5O12-MgAl2O4共晶相，稀土结合相Y3Al5O12俗称钇铝石榴石，其每个晶胞中包含8个Y3Al5O12分子；A13+离子有两种不同的占位，分别占据着四面体\八面体的中心点，而O2-离子同样也就有两种占位即为处在四面体\八面体的顶点角；而四面体又与八面体顶角相连构成一定数量的十二面体的空隙；Y3+离子则分布在这些十二面体的中心点；正是由于YAG这种特定的结构与组成，使其具有优异的高温强度和稳定性；特别是其与镁铝尖晶石膨胀系数相似，是具有最低高温蠕变率的氧化物，能显著促进镁铝尖晶石和六铝酸钙的烧结，因而钇铝石榴石可作为优异的稀土结合相。
所述的氧化镧细粉，纯度为w(La2O3)≥99%，粒度小于等于60μm。要求w(La2O3)≥99%，否则会因其杂质（Fe2O3、Na2O、K2O等）的存在而在高温状态下引起低熔点相的生成，从而使得材料的高温力学强度、稳定性及抗渣性能受到较大影响；要求氧化镧粒度小于等于60μm的原因在于，为提高材料的高温强度必须使稀土氧化物尽可能的均匀的分布于骨料与镁铝尖晶石或六铝酸钙间；引入氧化镧会在高温状态下生成稀土结合相镁基六铝酸镧（LaMgAl11O19），而其具有特异的结构，在其层面上镶嵌有四个铝尖晶石层，这种结构可显著降低氧离子扩散，从而改善材料底层及基体的抗氧化性能；此外镁基六铝酸镧具有低的导热系数、在较高的高温环境热稳定性；特别是其特殊的层状结构能使得复合材料在烧结中保持较高的体积稳定性；特别是其片状晶结构特性也可以通过材料晶粒的拔出、阻碍裂纹扩展以及延长裂纹扩展的路径来提升复合材料的力学强度；因此可认为镁基六铝酸镧可作为优异的高温增强相。
所述的碳化硅颗粒，为一种粒度为大于0.1 mm、小于等于5 mm，纯度为w(SiC)≥97%的电熔原料；选用的碳化硅为电熔法制备的原因在于，此类方式制备的碳化硅材料晶体完整性好且具有较高的致密度及抗侵蚀性能；要求纯度为w(SiC)≥97%，是为避免因其二氧化硅等杂质的存在而生成低熔点固溶物损害材料整体性能；要求选取0.1～5mm间同粒度的的SiC颗粒粒度是为满足成型需要及致密度和结合性能要求。
所述的镁铝尖晶石细粉，为一种w(Al2O3+MgO) ≥99.0%，X射线衍射分析尖晶石相含量≥95 %，粒度10～90 μm的电熔法或烧结法制备的工业粉料；镁铝尖晶石为Al2O3-MgO二元体系下最稳定的化合物；根据镁铝尖晶石中氧化铝和氧化镁的相对含量可分为富镁尖晶石和富铝尖晶石；基于复合材料的服役环境及优异抗渣性能的特殊需求，因此Al2O3+MgO的总质量分数必须大于99.0%；要求尖晶石的粒度范围为10～90μm的目的是实现其与稀土氧化物细粉的充分混合，从而保证稀土结合相均匀分布与碳化硅骨料间，进而实现其结合强度和抗渣性能的优化。若镁铝尖晶石粒度选取不合理，则会引起制备制品的烧结性能差，制品致密度低、抗渣性能下降等缺点。
所述的六铝酸钙细粉，为一种w(Al2O3+CaO) ≥99.0%，X射线衍射分析六铝酸钙相含量≥90 %，粒度10～90 μm的电熔法或烧结法制备的工业粉料；六铝酸钙(CaAl12O19)为CaO-Al2O3二元体系中具有最高Al2O3含量的铝酸钙相, 具有优异的抗侵蚀性能；基于复合材料的服役环境及优异抗渣性能的特殊需求，因此Al2O3+CaO的总质量分数必须大于99.0%；要求六铝酸钙的粒度范围为10～90μm的目的是实现其与稀土氧化物的充分接触于混合，从而保证稀土结合相均匀分布与碳化硅骨料间，进而实现其结合强度和抗渣性能的优化。若六铝酸钙粒度选取不合理，则会引起制备制品的烧结性能差，制品致密度低、抗渣性能下降等缺点。
本发明提出的一种含有稀土氧化物的碳化硅耐火材料制品，主要是应用于1300~1500℃、还原气氛的煤气化高温服役环境，该条件下煤熔渣对耐火材料的侵蚀和高温物理冲刷严重；本发明引入的稀土氧化物细粉形成的稀土钇铝石榴石或镁基六铝酸镧结合相的碳化硅复合耐火制品具备高化学纯度，低玻璃相含量，优异的常温/高温力学强度高、高温抗渣侵蚀性及高温耐磨损等特性，能显著改善复合耐火制品的性能；在MgO-Al2O3-Y2O3系统中存在Y3Al5O12-MgAl2O4共晶相，Y3Al5O12具有特定的十二面体结构，所以具有优异物理、化学和机械性能，为所有氧化物中高温蠕变率最低，特别是其与镁铝尖晶石热膨胀系数接近，能显著促进镁铝尖晶石的烧结致密化；对于碳化硅烧结中引入的钇铝石榴石能显著降低其烧结温度，细化其微观结构；镁基六铝酸镧因其为体心立方与密排六方的混排结构，故而在铝酸镧层面形成四个铝尖晶石层，使得晶粒呈板片状结构并且为随机排列，这种特定的结构有利于平衡材料中微气孔数量，使材料具有较低的热导率；同时也能够较大限度的抑制氧原子的扩散，从而减缓结底层及基体氧化过程；特别是在碳化硅复合材料中引入的稀土氧化镧细粉可以利用六铝酸镧晶粒的拔出、阻碍裂纹扩展或者延长裂纹扩展的路径和片状晶粒的穿晶断裂来增加其断裂韧性，从而提高其结合强度、力学性能；因此稀土氧化钇细粉的引入可以显著提升碳化硅复合耐火材料制品的结合强度；本发明引入的稀土氧化物细粉形成的稀土钇铝石榴石或镁基六铝酸镧结合相的碳化硅复合耐火制品具备高化学纯度，低玻璃相含量，优异的常温/高温力学强度高、高温抗渣侵蚀性及高温耐磨损等特性，能显著改善复合耐火制品的性能；与现有技术相比，本发明产品显著改善了碳化硅与氧化物间的润湿性，提升了碳化硅复合耐火制品的结合强度，且不含氧化铬，价格低廉、绿色环保，具有抗碱性熔渣侵蚀性和抗熔渣渗透性优异等特点，是一种高温、还原性气氛下具有优异抗碱性渣侵蚀的环保型耐火材料。
具体实施方式
结合给出的实施例，对本发明加以说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉1kg，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉24kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒75kg，与树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h，150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1300℃烧成；经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率18.0%，常温抗折强度15.0MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）10.0MPa。
实施例2：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉1㎏，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉24kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒75kg，与树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h，150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1400℃烧成，经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率17.5%，常温抗折强度16.1MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）10.9MPa。
实施例3：
分别称取w(Y2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化钇细粉5㎏，w(Al2O3+CaO)=99.0%、粒度≤0.1mm且六铝酸钙相为95%的六铝酸钙细粉20kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒75kg，与树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的细粉、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1400℃烧成；经检测分析后，可知得到一种以SiC和六铝酸钙为主要晶相、钇铝石榴石为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率16.9%，常温抗折强度16.5MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）11.3MPa。
实施例4：
分别称取w(Y2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化钇细粉5㎏，w(Al2O3+CaO)=99.0%、粒度≤0.1mm且六铝酸钙相为95%的六铝酸钙细粉20kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒75kg，与树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的细粉、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1500℃烧成。经检测分析后，可知得到一种以SiC和六铝酸钙为主要晶相、钇铝石榴石为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率15.6%，常温抗折强度18.3MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）13.7MPa。
实施例5：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉5㎏，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉45kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒50kg，树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1400℃烧成。经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石为主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率14.8%，常温抗折强度23.1MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）16.2MPa。
实施例6：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉5㎏，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉45kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒50kg，树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1500℃烧成。经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石为主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率13.2%，常温抗折强度31.6MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）20.7MPa。
实施例7：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉3㎏，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉32kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒65kg，树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1600℃烧成；经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石为主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率11.31%，常温抗折强度36.9MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）30.0MPa。
实例8：
分别称取w(La2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化镧细粉3㎏，w(Al2O3+MgO)=99.0%、粒度≤0.1mm且尖晶石相为95%的电熔镁铝尖晶石细粉32kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒65kg，树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1650℃烧成；经检测分析后，可知得到一种以SiC和镁铝尖晶石为主要晶相、镁基六铝酸镧为稀土结合相的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率10.0%，常温抗折强度38.6MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）26.9MPa。
实施例9：
分别称取w(Y2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化钇细粉3㎏，w(Al2O3+CaO)=99.0%、粒度≤0.1mm且六铝酸钙相为95%的电熔六铝酸钙细粉32kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒65kg，树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1600℃烧成；经检测分析后，可知得到一种以SiC和六铝酸钙为主要晶相、钇铝石榴石为稀土结合相的含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率11.6%，常温抗折强度36.3MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）27.9MPa。
实施例10：
分别称取w(Y2O3)≥99%、粒度小于等于60μm的氧化钇细粉3㎏，w(Al2O3+CaO)=99.0%、粒度≤0.1mm且六铝酸钙相为95%的电熔或烧结六铝酸钙细粉32kg，混料6h；再称取 w(SiC)=97.0%、粒度为大于0.1mm、小于等于5mm的碳化硅颗粒65kg，与树脂结合剂4kg在碾轮式混砂机中混合均匀后，加入前期混合的基质、搅拌混合均匀，形成具有黏性砂状料，困料24h；砂状料经困料后在钢制模具中于630 T摩擦压砖机上成型坯体；经三步干燥：自然干燥12h，70℃强制干燥12h， 150℃强制干燥6h；后将干燥后的坯体装入铺设填充有石墨粉的匣钵内埋炭处理，于电阻炉内1650℃烧成。经检测分析后，可知得到一种以SiC和六铝酸钙为主要晶相、钇铝石榴石为稀土结合相的含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其显气孔率10.0%，常温抗折强度40MPa，高温抗折强度（1400℃保温30min，埋炭）26.3MPa。

Claims (6)

1.一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品的原料包括骨料、基质；所述的骨料为碳化硅颗粒，所述的基质主要为镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉中的一种；所述的基质中还含有稀土氧化物细粉，其含量占原料总质量的1%～5%，所述的稀土氧化物细粉为氧化钇细粉或氧化镧细粉中的一种；所述的基质组成为镁铝尖晶石细粉与氧化钇细粉，镁铝尖晶石细粉与氧化镧细粉，六铝酸钙细粉与氧化钇细粉组合中的一种；所述镁铝尖晶石细粉或六铝酸钙细粉的含量占原料总质量的20%～45%；所述的碳化硅颗粒的含量占原料总质量的50%～75%；所述的骨料、基质与树脂结合剂均匀混合后，压制成一定尺寸形状的生坯，生坯经干燥后，于1300～1650℃进行高温烧成处理，在高温烧成处理过程中，氧化钇细粉高温反应后生成分子式为Y3Al5O12的钇铝石榴石，氧化镧细粉高温反应后生成分子式为LaMgAl11O19的镁基六铝酸镧；所述的钇铝石榴石或镁基六铝酸镧作为碳化硅复合耐火制品的稀土结合相，并与以碳化硅和镁铝尖晶石或六铝酸钙为主要晶相共同构成碳化硅复合耐火制品；所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品的显气孔率10%～18%，常温抗折强度15～40MPa，1400℃高温抗折强度10～30MPa。
2.如权利要求1所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：所述的氧化钇细粉，纯度为w(Y2O3)≥99%，粒度小于等于60μm。
3.如权利要求1所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：所述的氧化镧细粉，纯度为w(La2O3)≥99%，粒度小于等于60μm。
4.如权利要求1所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：所述的碳化硅颗粒，为一种粒度为大于0.1 mm、小于等于5 mm，纯度为w(SiC)≥97%的电熔原料。
5.如权利要求1所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：所述的镁铝尖晶石细粉，为一种w(Al2O3+MgO) ≥99.0%，X射线衍射分析尖晶石相含量≥95 %，粒度10～90 μm的电熔法或烧结法制备的工业粉料。
6.如权利要求1所述的一种含有稀土氧化物的碳化硅复合耐火制品，其特征在于：所述的六铝酸钙细粉，为一种w(Al2O3+CaO) ≥99.0%，X射线衍射分析六铝酸钙相含量≥90 %，粒度10～90 μm的电熔法或烧结法制备的工业粉料。
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