一种SiC耐火材料及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种ＳｉＣ耐火材料及其生产方法，它是将三种不同粒度的碳化硅与二氧化硅微粉、结晶硅粉、金属钛粉、粘结剂和水按比例混匀后困料２４～４８小时，振动压制成型，成型后的坯体自然干燥２４小时，在１１０℃下干燥４～２４小时，然后在１３５０～１５５０℃温度下保温煅烧２～８小时。本发明专利技术以金属Ｓｉ粉和Ｔｉ粉为原料，利用金属的延展性，提高材料的成型性能及成型后坯体的强度，减少搬运过程中的破损率。同时材料在烧成的过程中，由于金属优先氧化，从而提高ＳｉＣ的抗氧化性能。本发明专利技术所得到的ＳｉＯ↓［２］结合碳化硅耐火材料具有良好的使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐火材料，尤其涉及用于陶瓷行业窑具的SiC耐火材料。
技术介绍
SiC耐火材料是用以烧成陶瓷的特种窑具材料。它具有优良的高温性能，能 烧成高质量的陶瓷制品。但是SiC是共价键化合物，它很难被烧结，要作为耐火窑具使用，必须采用结合剂结合。 一般将其按结合剂类型分为氧化物结合碳 化硅、氮化物结合碳化硅、重结晶碳化硅等。其中氮化物结合碳化硅和重结晶 碳化硅材料的使用性能比较好，但工艺复杂，生产成本高。与本专利技术有关的是 氧化物结合碳化硅耐火材料。中国专利(申请号93111660.0，公开号CN 1099017A)公开了一种以粘土 结合的碳化硅耐火材料，此种材料在高温下液相比较多，且温度越高液相粘度 越小，使得材料的机械强度和抗氧化性能随着温度的升高而降低。因此，粘土 结合的SiC窑具使用寿命和使用温度都受到限制。硅微粉是硅铁电炉冶炼过程中产生的一种粉尘，其主要成分为Si02，由于 微粉粒子超细，活性高，在高温下能促进窑具材料烧结，可以做为SiC窑具耐 火材料的结合剂。但由于硅微粉为无定性态，在高温下会析晶，析出晶相为a 一方石英，其结构疏松，同时晶型转变时伴随较大的体积效应，影响窑具质量， 目前解决的办法是加入矿化剂，促使生成的a—方石英转变为a—磷石英。但矿 化剂的加入使得SiC材料在烧成时会有低熔物产生，导致SiC材料在使用中易 产生开裂及高温抗弯强度下降。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种机械强度高、抗氧化性能好、成本低的Si02结合SiC耐火材料及其生产方法。为实现上述目的，本专利技术碳化硅耐火材料是由以下重量份的物质均匀混合、压制成型、煅烧而成的8 20目碳化硅20 40份，36 80目碳化硅25 45份，小于240目的碳 化硅20 30份、二氧化硅微粉0.5 9份、结晶硅粉0.5 7份、金属钛粉0.1 8份、粘结剂0.1 3份和水2 7份。所述的二氧化硅微粉、结晶硅粉和金属钛粉的粒径小于88拜； 所述的碳化硅的纯度大于97%。 所述的粘结剂为糊精或CMC (羧甲基纤维素)。为了进一步提高碳化硅耐火材料的性能，所述的小于240目的碳化硅是绿 色碳化硅，8 20目和36 S0目的碳化硅是黑色碳化硅或绿色碳化硅。本专利技术碳化硅耐火材料的制作方法步骤如下将上述物质混匀后困料24-48小时，振动压制成型，成型后的坯体自然千燥 24小时，在11(TC下干燥4 24小时，然后在1350 1550。C温度下保温煅烧2 8小时。本专利技术碳化硅耐火材料主要用于制作窑具，如用于制作棚板、支柱等 由于本专利技术以金属Si粉和Ti粉为原料，利用金属的延展性，提高材料的成 型性能及成型后坯体的强度，减少搬运过程中的破损率。同时材料在烧成的过 程中，由于金属优先氧化，从而提高SiC的抗氧化性能，且金属在高温下熔融 后，有助于硅微粉析晶后形成的(x—方石英转变为cx—磷石英。故所得到的Si02 结合碳化硅耐火材料具有良好的使用性能。本专利技术碳化硅耐火材料的各项技术指标按照国家标准经过检验，材料成型后的抗折强度为5 7MPa，烧后材料的体积密度达到2.6 2.7g/cm3，在1450°C 下材料的高温抗折强度可以达到35 45MPa，在110(TC水冷条件下材料的热震 稳定次数可以达到150次以上。从检测结果可以看出，本专利技术碳化硅耐火材料 的成型强度高、高温强度和热震稳定性好，且生产成本与氮化物结合和重结晶 结合碳化硅耐火材料相比降低20% 30%。具体实施方式 实施例1按重量份数将30份的粒度为8 20目绿碳化硅、37份的粒度为36 80目 绿碳化硅、26份的粒度小于240目的绿色碳化硅、2.5份的二氧化硅微粉、2.5 份的结晶硅粉、2份的金属钛粉混合均匀，外加4份的浓度为20%的糊精溶液和 4份的水搅拌均匀后，困料24小时，将困料好的物料称重后放入模具中成型， 成型时采用振动压制成型，成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，在11(TC 下干燥24小时，然后在145(TC温度下煅烧，保温时间为6小时。可得到容重在 2.69g/cm3、显气孔率在13.5%的碳化硅耐火材料。实施例2按重量份数将30份的粒度为8 20目绿碳化硅、37份的粒度为36 80目 绿碳化硅、23.5份的粒度小于240目的绿色碳化硅、5份的二氧化硅微粉、2.5 份的结晶硅粉、2份的金属钛粉混合均匀，外加4份的浓度为20%的糊精溶液和 4份的水搅拌均匀后，困料24小时，将困料好的物料称重后放入模具中成型， 成型时采用振动压制成型，成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，在11(TC 下干燥24小时，然后在145CTC温度下烧成，保温时间为6小时。可得到容重在 2.63g/cm3、显气孔率在15%的碳化硅耐火材料。 实施例3按重量份数将30份的粒度为8 20目的黑色致密碳化硅、37份％的粒度为 36 80目的黑色致密碳化硅、26份的粒度小于240目的绿色碳化硅、2.5份的 二氧化硅微粉、2.5份的结晶硅粉、2份的金属钛粉混合均匀，外加4份的羧甲 基纤维素饱和溶液和4.5份的水搅拌均匀后，困料48小时，经振动压制成型。 在空气中自然干燥24小时，在ll(TC下干燥24小时，然后在1450。C温度下烧 成，保温时间为6小时。可得到容重在2.57g/cm3、显气孔率在16.5%的碳化硅 耐火材料。实施例4按重量份数将30份的粒度为8 20目的黑色致密碳化硅、37份的粒度为 36 80目的黑色致密碳化硅、23.5份的粒度小于240目的绿色碳化硅、5份的 二氧化硅微粉、2.5份的结晶硅粉、2份的金属钛粉混合均匀，外加4份的羧甲 基纤维素饱和溶液和4.5份的水搅拌均匀后，困料48小时，经振动压制成型。 在空气中自然干燥24小时，在ll(TC下干燥24小时，然后在1450。C温度下烧 成，保温时间为6小时。可得到容重在2.55g/cm3、显气孔率在17%的碳化硅耐 火材料。实施例5按重量份数将30份的粒度为8 20目绿碳化硅、35份的粒度为36 80目 绿碳化硅、26份的粒度小于240目的绿色碳化硅、2.5份的二氧化硅微粉、2.5 份的结晶硅粉、2份的金属钛粉混合均匀，外加2份的浓度为20%的糊精溶液和 3.5份的水搅拌均匀后，困料24小时，将困料好的物料称重后放入模具中成型， 成型时采用振动压制成型，成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，在11(TC 下干燥24小时，然后在145(TC保温温度煅烧6小时。可得到容重在2.60g/cm3、显气孔率在13.9%的碳化硅耐火材料。 实施例6按重量份数将25份的粒度为8 20目绿碳化硅、45份的粒度为36 80目 绿碳化硅、23份的粒度小于240目的绿色碳化硅、8份的二氧化硅微粉、0.5份 的结晶硅粉、2份的金属钛粉和适量水混合均匀，外加0.1份的浓度为20%的糊 精溶液和6份水搅拌均匀后，困料24小时，将困料好的物料称重后放入模具中 成型，成型时采用振动压制成型，成型后的坯体在空气中自然干燥24小时，在 ll(TC下干燥24小时，然后在145(TC温度下保温煅烧6小时。可得到容重在 2.59g/cm3、显气孔率在14%的碳化硅耐火材料。实施例7按重量份数将40份的粒度为8 20目的黑色致密碳化硅、25份％的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＳｉＣ耐火材料，其特征在于，它由以下重量份的物质均匀混合、压制成型、煅烧而成的：　８～２０目碳化硅２０～４０份，３６～８０目碳化硅２５～４５份，小于２４０目的碳化硅２０～３０份、二氧化硅微粉０．５～９份、结晶硅粉０．５～７份、金属钛粉０．１～８份、粘结剂０．１～３份和水２～７份；　所述的二氧化硅微粉、结晶硅粉和金属钛粉的粒径小于８８μｍ；　所述的碳化硅的纯度大于９７％；　所述的粘结剂为糊精或羧甲基纤维素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮国智，张智慧，陈蕴博，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]