CN114230353A - 一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 - Google Patents
一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114230353A CN114230353A CN202111639156.0A CN202111639156A CN114230353A CN 114230353 A CN114230353 A CN 114230353A CN 202111639156 A CN202111639156 A CN 202111639156A CN 114230353 A CN114230353 A CN 114230353A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- zirconia
- resistant composite
- powder
- composite material
- 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
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N aluminum;borate Chemical compound [Al+3].[O-]B([O-])[O-] OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- XAEWLETZEZXLHR-UHFFFAOYSA-N zinc;dioxido(dioxo)molybdenum Chemical compound [Zn+2].[O-][Mo]([O-])(=O)=O XAEWLETZEZXLHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 123
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 40
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 35
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 32
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical group [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 8
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N (3as,7ar)-3a,4,7,7a-tetrahydro-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1C=CC[C@@H]2C(=O)OC(=O)[C@@H]21 KMOUUZVZFBCRAM-OLQVQODUSA-N 0.000 claims description 3
- KXJLGCBCRCSXQF-UHFFFAOYSA-N [diacetyloxy(ethyl)silyl] acetate Chemical compound CC(=O)O[Si](CC)(OC(C)=O)OC(C)=O KXJLGCBCRCSXQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 claims description 2
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 238000004079 fireproofing Methods 0.000 claims 1
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000012671 ceramic insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910052571 earthenware Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009991 scouring Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009967 tasteless effect Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3256—Molybdenum oxides, molybdates or oxide forming salts thereof, e.g. cadmium molybdate
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3262—Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
- C04B2235/3267—MnO2
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- 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
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明属于耐高温复合材料领域，具体公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法，所述耐高温复合材料由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55‑75%、高铝矾土4‑12%、氢氧化镁2‑9%、钼酸锌1‑8%、硼酸铝1‑7%、氧化钇1‑6%、二氧化锰1‑5%、交联剂0.5‑5%、补强剂0.5‑3.5%、灭烟剂0.4‑6%、氧化石墨烯粉末0.6‑1.4%；本发明所述的耐高温复合材料原料易得，不含环境污染严重的阻燃剂，耐高温能力强，抗拉强度和抗折强度优秀，制备流程短，制备效率高。
Description
技术领域
本发明属于耐高温复合材料领域，具体公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法。
背景技术
氧化锆，又称二氧化锆，化学式为ZrO2，是锆的主要氧化物，通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，亦是人工钻的主要原料。耐火材料的定义是耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。但仅以耐火度来定义已不能全面描述耐火材料了，1580℃并不是绝对的。现定义为凡物理化学性质允许其在高温环境下使用的材料称为耐火材料。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～ 60％。耐火材料应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域，是保证上述产业生产运行和技术发展必不可少的基本材料，在高温工业生产发展中起着不可替代的重要作用。中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期(公元25～220)已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维(用于1600℃以上的工业窑炉)。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料，例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。
目前以氧化锆为主要成分的耐火复合材料的抗拉强度和抗折强度并不十分理想，并且其耐高温能力还具有很大的提升空间。
发明内容
针对上述情况，本发明公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法，本发明所述的耐高温复合材料原料易得，不含环境污染严重的阻燃剂，耐高温能力强，抗拉强度和抗折强度优秀，制备流程短，制备效率高。
本发明的技术方案如下：
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55-75％、高铝矾土4-12％、氢氧化镁2-9％、钼酸锌1-8％、硼酸铝1-7％、氧化钇1-6％、二氧化锰1-5％、交联剂0.5-5％、补强剂0.5-3.5％、灭烟剂0.4-6％、氧化石墨烯粉末0.6-1.4％。
进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆60-70％、高铝矾土6-10％、氢氧化镁3-8％、钼酸锌2-7％、硼酸铝2-6％、氧化钇2-5％、二氧化锰2-4％、交联剂1-4％、补强剂1-3％、灭烟剂1-5％。氧化石墨烯粉末0.8-1.2％。
进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆65％、高铝矾土8％、氢氧化镁5％、钼酸锌4％、硼酸铝4％、氧化钇3％、二氧化锰3％、交联剂2.5％、补强剂2.5％、灭烟剂2％。氧化石墨烯粉末1％。
进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，所述氧化锆为电熔氧化锆。
进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，所述补强剂选自白炭黑、酚醛树脂、碳酸镁中的一种。
进一步的，上述一种含有氧化锆的耐高温复合材料，所述灭烟剂选自氧化锌。
进一步的，上述含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2800～3000℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温 1～5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过100-200目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度 150-200℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
优选的，上述含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2900℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温2.5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过150目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度175℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
进一步的，上述含有氧化锆的耐高温复合材料在制备隔热防火材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明公开了一种含有氧化锆的耐高温复合材料，以氧化锆为主要原料，通过精心改变各种辅料的成分和占比，以及选择合适的交联剂和补强剂，通过独特的工艺，改善了耐高温复合材料在抗拉强度和抗折强度方面的不足，并且提升了耐高温复合材料的耐高温性能；同时本发明所述的含有氧化锆的耐高温复合材料其制备原料易得，制备流程时间段，对设备要求低，不含有污染环境的阻燃剂，制备效率高；所得到的耐高温复合材料可广泛用于隔热防火材料的进一步制备。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中使用的试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场渠道购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55％、高铝矾土12％、氢氧化镁9％、钼酸锌8％、硼酸铝7％、氧化钇6％、二氧化锰1％、交联剂0.5％、补强剂0.5％、灭烟剂0.4％、氧化石墨烯粉末0.6％。
所述氧化锆为电熔氧化锆。
所述交联剂选自乙基三乙酰氧基硅烷。
所述补强剂选自白炭黑。
所述灭烟剂选自氧化锌。
上述耐高温复合材料，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2800℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温1小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过100目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度150℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
实施例2
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆60％、高铝矾土10％、氢氧化镁8％、钼酸锌7％、硼酸铝6％、氧化钇3％、二氧化锰2.2％、交联剂 1％、补强剂1％、灭烟剂1％、氧化石墨烯粉末0.8％。
所述氧化锆为电熔氧化锆。
所述交联剂选自乙基三乙酰氧基硅烷。
所述补强剂选自白炭黑。
所述灭烟剂选自氧化锌。
上述耐高温复合材料，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2800℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温1小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过100目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度150℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
实施例3
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆65％、高铝矾土8％、氢氧化镁5％、钼酸锌4％、硼酸铝4％、氧化钇3％、二氧化锰3％、交联剂2.5％、补强剂2.5％、灭烟剂2％。氧化石墨烯粉末1％。
所述氧化锆为电熔氧化锆。
所述交联剂选自聚苯二甲酸二烯丙酯。
所述补强剂选自酚醛树脂。
所述灭烟剂选自氧化锌。
上述含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2900℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温2.5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过150目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度175℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
实施例4
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆70％、高铝矾土6％、氢氧化镁3％、钼酸锌2％、硼酸铝2％、氧化钇2％、二氧化锰3％、交联剂2.8％、补强剂3％、灭烟剂5％、氧化石墨烯粉末1.2％。
所述氧化锆为电熔氧化锆。
所述交联剂选自四氢化邻苯二甲酸酐。
所述补强剂选自碳酸镁。
所述灭烟剂选自氧化锌。
上述含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过3000℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过200目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度200℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
实施例5
一种含有氧化锆的耐高温复合材料，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆75％、高铝矾土4％、氢氧化镁2％、钼酸锌2％、硼酸铝2％、氧化钇2％、二氧化锰1.1％、交联剂 5％、补强剂3.5％、灭烟剂2％、氧化石墨烯粉末1.4％。
所述氧化锆为电熔氧化锆。
所述交联剂选自四氢化邻苯二甲酸酐。
所述补强剂选自碳酸镁。
所述灭烟剂选自氧化锌。
上述含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过3000℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过200目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度200℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6％之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
测试6
性能测试例
将上述实施例1-5制备获得含有氧化锆的耐高温复合材料，与市售的含有氧化锆的耐高温复合材料,制成4x4x4cm的防火板材作为对比例，进行性能测试，所述性能测试的方法按照每一项的国标进行，结果如表1所示。
表1含有氧化锆的耐高温复合材料的性能测试结果。
根据以上实施例以及表1的测试结果可知，本发明所述的耐高温复合材料原料易得，不含环境污染严重的阻燃剂，耐高温能力强，抗拉强度和抗折强度优秀，制备流程短，制备效率高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆55-75%、高铝矾土4-12%、氢氧化镁2-9%、钼酸锌1-8%、硼酸铝1-7%、氧化钇1-6%、二氧化锰1-5%、交联剂0.5-5%、补强剂0.5-3.5%、灭烟剂0.4-6%、氧化石墨烯粉末0.6-1.4%。
2.根据权利要求1所述的一种含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆60-70%、高铝矾土6-10%、氢氧化镁3-8%、钼酸锌2-7%、硼酸铝2-6%、氧化钇2-5%、二氧化锰2-4%、交联剂1-4%、补强剂1-3%、灭烟剂1-5%、氧化石墨烯粉末0.8-1.2%。
3.根据权利要求1所述的一种含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，由包括以下重量百分比的原料制成：氧化锆65%、高铝矾土8%、氢氧化镁5%、钼酸锌4%、硼酸铝4%、氧化钇3%、二氧化锰3%、交联剂2.5%、补强剂2.5%、灭烟剂2%、氧化石墨烯粉末1%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，所述氧化锆为电熔氧化锆。
5.根据权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，所述交联剂选自乙基三乙酰氧基硅烷、聚苯二甲酸二烯丙酯、四氢化邻苯二甲酸酐中的一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，所述补强剂选自白炭黑、酚醛树脂、碳酸镁中的一种。
7.根据权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料，其特征在于，所述灭烟剂选自氧化锌。
8.如权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、制备预烧制料：先将电熔氧化锆、高铝矾土、氢氧化镁、钼酸锌、硼酸铝、氧化钇和二氧化锰混合均匀，然后通过2800～3000℃进行烧制，烧制时通入氮气保护，保温1～5小时，最后破碎成粉末得到预烧制料；
b、将预烧制料和氧化石墨烯粉末混合均匀，投入球磨机球磨制粉末，过100-200目筛，得到粉末A；
c、将粉末A与交联剂、补强剂、灭烟剂投入到混合机中进行混合，混料温度150-200℃，然后将混合均匀的原料注入模具中并烘干，至原料中含水量控制在0.3-0.6%之间，再将表面刮平；将模具置于压制机中进行挤压成型，得到所述含有氧化锆的耐高温复合材料。
9.如权利要求1-3任一项所述的含有氧化锆的耐高温复合材料在制备隔热防火材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111639156.0A CN114230353A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111639156.0A CN114230353A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114230353A true CN114230353A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80744235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111639156.0A Pending CN114230353A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114230353A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105541322A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-04 | 柯马杜股份有限公司 | 生产氧化锆基有色，特别是灰色，制品的方法，和使用该方法得到的氧化锆基有色装饰制品 |
| CN105621942A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 葛宏盛 | 一种无机隔热保温材料及其制备方法 |
| WO2016172824A1 (zh) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 深圳市商德先进陶瓷有限公司 | 氧化锆复合陶瓷及其制备方法 |
| CN107141576A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 三斯达（江苏）环保科技有限公司 | 无卤阻燃剂的制备及其在eva发泡材料中的应用 |
| CN107555989A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-09 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种黑色氧化锆陶瓷及其制备方法 |
| CN108546120A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-18 | 芜湖市元奎新材料科技有限公司 | 氧化锆抗静电陶瓷材料及其制备方法 |
| CN111295408A (zh) * | 2017-11-08 | 2020-06-16 | Dic株式会社 | 固化性组合物和纤维增强复合材料 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111639156.0A patent/CN114230353A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105541322A (zh) * | 2014-10-22 | 2016-05-04 | 柯马杜股份有限公司 | 生产氧化锆基有色，特别是灰色，制品的方法，和使用该方法得到的氧化锆基有色装饰制品 |
| WO2016172824A1 (zh) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 深圳市商德先进陶瓷有限公司 | 氧化锆复合陶瓷及其制备方法 |
| CN105621942A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 葛宏盛 | 一种无机隔热保温材料及其制备方法 |
| CN107141576A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 三斯达（江苏）环保科技有限公司 | 无卤阻燃剂的制备及其在eva发泡材料中的应用 |
| CN107555989A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-09 | 潮州三环（集团）股份有限公司 | 一种黑色氧化锆陶瓷及其制备方法 |
| CN111295408A (zh) * | 2017-11-08 | 2020-06-16 | Dic株式会社 | 固化性组合物和纤维增强复合材料 |
| CN108546120A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-09-18 | 芜湖市元奎新材料科技有限公司 | 氧化锆抗静电陶瓷材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3392226B1 (en) | Magnesium aluminum spinel brick preparation method and magnesium aluminum spinel brick prepared using same | |
| CN103601507B (zh) | 一种低气孔镁铝尖晶石-铬刚玉氧化锆复合烧结耐火材料及其生产工艺 | |
| CN100560538C (zh) | 一种含ZrO2镁碳砖及其制备方法 | |
| CN105585322A (zh) | 一种抗渣侵蚀镁尖晶石砖及其制备方法 | |
| CN102030545A (zh) | 一种MgAl2O4-CaAl12O19复相耐高温材料及其制备方法 | |
| JP2021502941A (ja) | 多孔質焼結マグネシアを製造する方法、焼結マグネシアからなる造粒物（Ｋｏｅｒｎｕｎｇ）を有する粗セラミックの（ｇｒｏｂｋｅｒａｍｉｓｃｈ）耐火性生産物を製造するためのバッチ、このような生産物、および生産物を製造する方法、工業炉の裏張り（Ｚｕｓｔｅｌｌｕｎｇ）、ならびに工業炉 | |
| CN100366580C (zh) | 水泥窑高温带用MgO－CaO－ZrO2砖及其制造方法 | |
| CN116332631A (zh) | 一种铬铝镁锆耐火砖及其制备方法 | |
| CN101580381A (zh) | 一种镁铝尖晶石-氧化锆-氧化钛复合材料及其制备方法 | |
| CN112299766B (zh) | 一种蓄热材料及其制备方法 | |
| CN112142447A (zh) | 一种高性能节能型镁基原料及其制备方法 | |
| CN101450867A (zh) | 干石灰回转窑用烧成复合碱性砖及其制造方法 | |
| CN108033796A (zh) | 一种高强度力学性能的耐火材料 | |
| CN103172396B (zh) | 一种水泥窑用镁钙锆钛砖及其生产方法 | |
| CN102898168A (zh) | 铜冶炼中间包用复合镁铝铬耐火浇注料 | |
| CN104876605A (zh) | 锅炉用耐火砖 | |
| CN102285812A (zh) | 一种镁铝钛质结构隔热一体化复合砖及制备方法 | |
| CN101007730A (zh) | 精炼铝炉用刚玉－尖晶石质耐火材料及其生产方法 | |
| CN106278202A (zh) | 轻质耐火砖及其制备方法 | |
| CN110452002B (zh) | 一种具有抗侵蚀性的耐火陶瓷砖及其制备方法 | |
| CN104649692A (zh) | 一种高铬陶瓷纤维及其制备方法 | |
| CN114230353A (zh) | 一种含有氧化锆的耐高温复合材料及其制备方法 | |
| CN111116174A (zh) | 一种高热震高致密烧结镁砂的制备方法 | |
| US4053320A (en) | Production of refractory articles | |
| CN109081687B (zh) | 一种适用于煅烧锂电池正极材料的高抗热震陶瓷坩埚及其制备方法 |
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: 20220325 |