用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术属于陶瓷制备领域，尤其涉及用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷及其制备方法。所述复合陶瓷是将氧化铝、莫来石、碳化硅、氮化硅、氧化镁、氧化锆、氮化硼、β-SiC晶须、TiC、高岭土纤维和板状刚玉按一定比例组合，制成粉粒并经过装模、热压成型所得。本发明专利技术配方合理，制备工艺简单易操作，降低胚体成型的温度和所需压力，制备出的复合陶瓷韧性、耐磨性和抗蚀性能大大提高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于陶瓷制备领域，尤其涉及。所述复合陶瓷是将氧化铝、莫来石、碳化硅、氮化硅、氧化镁、氧化锆、氮化硼、β-SiC晶须、TiC、高岭土纤维和板状刚玉按一定比例组合，制成粉粒并经过装模、热压成型所得。本专利技术配方合理，制备工艺简单易操作，降低胚体成型的温度和所需压力，制备出的复合陶瓷韧性、耐磨性和抗蚀性能大大提高。【专利说明】
本专利技术属于陶瓷制备领域，尤其涉及。
技术介绍
在冶金行业，随着钢铁工业的快速发展，设备运转震动幅度也增大，加剧了管道的不稳定性。如烧结机大烟道、除尘管道、荒煤气管道、风箱管、落灰斗、料仓、除尘器内壳、罐位平台等管道工作温度在35(T850°C，要长期承受1(T15 m/s以上风速连同矿粉、颗粒烟尘的共同冲刷，以及水蒸气、S、P、N和C等酸性介质的侵蚀，导致管道使用寿命缩短的现象越来越关出。在电力行业，由于发电厂的特性，如电站锅炉的磨煤机管道、料仓、料斗、粗、细粉分离器、一次风粉管、引风机、排粉机内壳、风机叶片、炉顶烟道拐弯处、炉膛出口、旋风分离器、回料器风渣管、省煤器板等部位以及电站锅炉其它易冲刷、磨损部位，在设备运行中每天要受到燃料、燃料灰、石灰石及其反应产物的固体床料的磨损。耐火材料随温度的升降，产生膨胀或收缩，如果此膨胀或收缩受到约束，材料内部会产生应力。耐火材料是非均质的脆性材料，与金属制品相比，由于它的热导率和弹性较小、抗拉强度低、抵抗热应力破坏能力差、抗热震性较低，热冲击循环作用下，耐火材料易先出现开裂剥落终至整体损坏。
技术实现思路
为了克服现有技术不足，本专利技术提供了韧性好，高耐磨的。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:` 用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷，是由以下质量配比的原料制成:氧化铝30%-40%、莫来石10%-20%、碳化硅8%-15%、氮化硅3%_5%、氧化镁3%_5%、氧化锆3%_5%、氮化硼 2%-5%、β -SiC 晶须 0.5%-1.5%、TiC0.2%-0.5%、高岭土纤维 0.2%-0.5%，余量为板状刚玉。优选的，所述用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷，是由以下质量配比的原料制成的:氧化铝33%-37%、莫来石13%-17%、碳化硅10%_13%、氮化硅3%_5%、氧化镁3%_5%、氧化锆 3%-5%、氮化硼 2%-5%、β -SiC 晶须 0.5%-1.5%,TiC0.2%-0.5%、高岭土纤维 0.2%-0.5%,余量为板状刚玉。再次优选的，所述的用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷，是由以下质量配比的原料制成的:氧化铝35%、莫来石15%、碳化硅12%、氮化硅4%、氧化镁4%、氧化锆4%、氮化硼4%、β -SiC晶须1%、TiC0.4%、高岭土纤维0.4%，余量为板状刚玉。用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤如下: 第一步:按照质量配比取各组分原料，将其制成粉粒后混合均匀，按质量配比为1:7.5与水混合，并搅拌至流态胶状混合物；第二步:将第一步所得产物置于装入石墨模具后进行热加压处理，在 1600-1800°C下，对模具施以250-350Kg/cm2的压力至模具内胚体成 型，然后冷却胚体即得用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷。优选的,第一步中,各组分原料的粉粒粒度小于I μ m。优选的，第二步中，所述的热加压温度为1700°C。优选的，第二步中，所述的热加压压力为300Kg/cm2。本工艺将制备原料制成粉料，然后将其装入石墨模具后进行热、压烧结，由于加热、加压同时进行，模具内的粉料处于热塑性状态，有助于颗粒接触扩散、流动传质过程的进行，因而成型压力仅为现有技术中常温加压压力的1/10，同时还能降低烧结所需的温度，缩短烧结时间，从而抵制晶粒长大，得到晶粒细小、致密度高和性能良好的产品。本工艺中用到的热压机主要由加热炉、加压装置、模具和测温测压装置组成。加热炉以电作热源，加热元件有SiC、MoSi或镍铬丝、白金丝、钥丝等。加压装置要求速度平缓、保压恒定、压力灵活调节，有杠杆式和液压式。根据材料性质的要求，压力气氛可以是空气也可以是还原气氛或惰性气氛。本专利技术制备出的用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷的性能如下: 抗压强度≥550Mpa;抗折强度≥20 Mpa ;莫氏硬度≥8.5 ;体积密度≥3.2 g/cm3 ;气孔率≤5%;热震稳定性(1100°C水冷)≥60次；线膨胀系数+0.2%;断裂韧性KIC≥4.8MPa.m1/2 ;抗弯强度≥280MPa ;导热系数20ff/Mk ;扯断强度(Mpa)≥12 ;热膨胀系数:7.2X10-6 m/ K ;使用温度≤1lOO℃。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点: 配方合理，制备工艺简单易操作，降低胚体成型的温度和所需压力，制备出的复合陶瓷韧性、耐磨性和抗蚀性能大大提高。【专利附图】【附图说明】图1为实施例5所得工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷的扫描电镜图片。【具体实施方式】以下结合具体实施例来对本专利技术做进一步说明。实施例1 氧化铝30%、莫来石10%、碳化硅8%、氮化硅3%、氧化镁3%、氧化锆3%、氮化硼2%、β -SiC晶须0.5%、TiC0.2%、高岭土纤维0.2%，余量为板状刚玉。第一步:按照质量配比取各组分原料，将其制成粒度小于Iym的粉粒后混合均匀，然后按照1:7.5的质量配比，将上述混合物与水混合并搅拌成流态胶状混合物。第二步:将第一步所得产物置于装入石墨模具后进行热加压处理，在160(TC下，对模具施以250Kg/cm2的压力至模具内胚体成型，然后冷却胚体即得用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷。本实施例制备的用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷的性能如下: 抗压强度≥550Mpa;抗折强度≥20 Mpa ;莫氏硬度≥8.5 ;体积密度≥3.2 g/cm3 ;气孔率≤5%;热震稳定性(1100°C水冷)≥60次；线膨胀系数+0.2%;断裂韧性KIC≤4.8MPa.m1/2 ;抗弯强度≤280MPa ;导热系数20ff/Mk ;扯断强度(Mpa)≤12 ;热膨胀系数:7.2X10-6 m/ K;使用温度≤IlOO0C0实施例2 氧化招40%、莫来石20%、碳化娃15%、氮化娃5%、氧化镁5%、氧化错5%、氮化硼5%、β -SiC晶须1.5%、TiC0.5%、高岭土纤维0.5%，余量为板状刚玉。第一步:按照质量配比取各组分原料，将其制成粒度小于Iym的粉粒后混合均匀，然后按照1:7.5的质量配比，将上述混合物与水混合并搅拌成流态胶状混合物。第二步:将第一步所得产物置于装入石墨模具后进行热加压处理，在180(TC下，对模具施以350Kg/cm2的压力至模具内胚体成型，然后冷却胚体即得用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷。本实施例制备的用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷的性能如下: 抗压强度≤556Mpa;抗折强度≤21 Mpa ;莫氏硬度≤8.6 ;体积密度≤3.3 g/cm3 ;气孔率≤4.3% ;热震稳定性(110(TC水冷)≤62次；线膨胀系数+0.2% ;断裂韧性KIC≤4.9MPa.m1/2 ;抗弯强度≤286MPa ;导热系数20ff/Mk ;扯断强度(Mpa)≤13 ;热膨胀系数:7.2X10-本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于工业高温管道的耐磨抗蚀复合陶瓷，其特征在于，是由以下质量配比的原料制成：氧化铝30%‑40%、莫来石10%‑20%、碳化硅8%‑15%、氮化硅3%‑5%、氧化镁3%‑5%、氧化锆3%‑5%、氮化硼2%‑5%、β‑SiC晶须0.5%‑1.5%、TiC0.2%‑0.5% 、高岭土纤维0.2%‑0.5%，余量为板状刚玉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成民，李卫平，
申请(专利权)人：郑州东林设备防护有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41