The invention belongs to the field of light heat insulation material, in particular relates to a method for preparing silicon nitride heat insulation material with low thermal conductivity. A low open sunscreen guide method for preparation of Si3N4 insulation materials with metal powder and impede heat transfer as the main raw materials, and the introduction of a large number of pores, after nitriding in nitride additives, the metal silicon into alpha phase silicon nitride fiber, fiber dispersion distribution of sunscreen particles. The formation of a low thermal conductivity of silicon nitride insulation materials. The present invention makes the metal silicon nitride added additives into alpha phase silicon nitride fiber structure, fiber interwoven, which has high strength and excellent thermal shock resistance; silicon nitride material which has excellent resistance to erosion, can be used for energy-saving aluminum electrolytic cell; the invention has the effect of heat transfer block add shading agent fine powder, the dispersion in the fiber, the heat transfer between the fibers in the block, greatly reduce the thermal conductivity of insulation materials rate.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于轻质隔热材料领域,具体涉及一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法。
技术介绍
随着经济与科技的高速发展,能源的消耗与日俱增,能源危机日益突出,国家对于高能耗企业合理利用和节约能源提出越来越高的要求;在电解铝行业,已开始推广低温低电压电解技术,铝电解槽都要进行节能改造;新型节能铝电解槽要求侧壁外使用具有优异保温性能的隔热材料,按照设计要求,侧壁隔热材料的热导率在1273K时要低于0.25W/(m·K);目前我国进行工业试验的节能铝电解槽保温层使用的隔热材料为硅酸铝纤维板和蛭石板,它们都具有低密度、低热导率等特点,保温效果好,但在使用过程中发现隔热材料逐渐被电解铝产生的冰晶石蒸汽侵蚀,其保温效果逐渐变差;这导致电解槽的热效率降低,工作状况随之恶化,一段时间后即不能满足设计最低要求,必须停炉更换隔热材料,大大降低了电解铝的生产效率并使其成本升高。因此,研发节能铝电解槽用抗冰晶石侵蚀型长寿隔热材料具有迫切的需求和广阔的应用前景。氮化硅和碳化硅具有抗冰晶石熔体侵蚀性能好的优点,是铝电解槽侧壁材料的主要组分;申请人在申请号为201310004557.8的专利中提出一种低热导率氮化硅结合碳化硅的制备方法,以金属硅粉和碳化硅粉为原料制备氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷,其保温性能较好、耐腐蚀性优异;由于氮化硅和碳化硅是极易导热的材料,若要使其热导率降低至满足新型节能铝电解槽的使用要求,必须使其气孔率极高,但这样会导致其强度很低,生产、运输及使用过程中极易破损。
技术实现思路
本专利技术基于目前铝电解槽用隔热材料存在的技术问 ...
【技术保护点】
一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法,其特征在于:所述的制备方法以金属硅粉和阻碍热量传递的遮光剂为主要原料,并引入大量气孔,之后在氮化助剂作用下进行氮化,使金属硅转变为α相氮化硅纤维,纤维间弥散分布着遮光剂颗粒,形成一种低热导率氮化硅隔热材料,具体步骤如下:1)稳定浆料的配制:将金属硅粉、遮光剂、氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂球磨混合均匀,得到稳定的金属硅浆料;金属硅粉的加入量占粉体质量的60%~90%、遮光剂的的加入量占粉体质量的10%~40%;氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂的加入量分别为粉体质量的1~5%、0.002~0.02倍、0.2~1倍、0.02~0.2倍、0.002~0.02倍;2)多孔坯体的制备成型:在步骤1)所得的金属硅浆料中加入发泡剂、稳泡剂搅拌发泡,或者在步骤1)所得的金属硅浆料中加入造孔剂,使金属硅浆料体积增大2~4倍;然后再在体积增大后的金属硅浆料中加入引发剂和催化剂,并快速浇注于模具之中,静置待其固化成型后脱模,得到多孔生坯;3)干燥将步骤2)所制得的多孔生坯先自然放置干燥,再放入烘箱升温至120℃干燥,除去其中的自由水,得到干燥的坯体;4)氮化烧结将 ...
【技术特征摘要】
1.一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法,其特征在于:所述的制备方法以金属硅粉和阻碍热量传递的遮光剂为主要原料,并引入大量气孔,之后在氮化助剂作用下进行氮化,使金属硅转变为α相氮化硅纤维,纤维间弥散分布着遮光剂颗粒,形成一种低热导率氮化硅隔热材料,具体步骤如下:
1)稳定浆料的配制:
将金属硅粉、遮光剂、氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂球磨混合均匀,得到稳定的金属硅浆料;金属硅粉的加入量占粉体质量的60%~90%、遮光剂的的加入量占粉体质量的10%~40%;氮化助剂、分散剂、水、单体、交联剂的加入量分别为粉体质量的1~5%、0.002~0.02倍、0.2~1倍、0.02~0.2倍、0.002~0.02倍;
2)多孔坯体的制备成型:
在步骤1)所得的金属硅浆料中加入发泡剂、稳泡剂搅拌发泡,或者在步骤1)所得的金属硅浆料中加入造孔剂,使金属硅浆料体积增大2~4倍;然后再在体积增大后的金属硅浆料中加入引发剂和催化剂,并快速浇注于模具之中,静置待其固化成型后脱模,得到多孔生坯;
3)干燥
将步骤2)所制得的多孔生坯先自然放置干燥,再放入烘箱升温至120℃干燥,除去其中的自由水,得到干燥的坯体;
4)氮化烧结
将步骤3)所制得的干燥坯体放入氮化炉中进行氮化烧结,得到低热导率氮化硅隔热材料。
2.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法,其特征在于:所述金属硅粉的平均粒径在1~100微米。
3.如权利要求1所述的一种低热导率氮化硅隔热材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:李红霞,王刚,韩建燊,袁波,董宾宾,文九巴,
申请(专利权)人:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:河南;41
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