The invention discloses an in-situ directional non-oxide reinforced silicon carbide brick with low cost, simple process, more sufficient nitriding reaction, higher cold and hot strength, better toughness and significantly improved service life, and a preparation method thereof. The main materials include silicon carbide aggregate and powder, metal silicon, alumina powder and silicon dioxide powder. On the basis of innovative existing technology of silicon carbide brick, the invention introduces organic fibers, which can be melted or burned at low temperature (below 200 degrees) leaving a fibrous space. Under high temperature nitrogen environment, silicon and N2 form non-oxidized junctions in the fibrous space in a gas-phase manner preferentially. In order to improve the strength and toughness of silicon carbide bricks, a cluster of non-oxide phases with fibrous dispersion and interpenetration is formed in the bricks.
【技术实现步骤摘要】
一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖及其制备方法
本专利技术涉及一种碳化硅砖,尤其涉及一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖及其制备方法。
技术介绍
碳化硅砖是以碳化硅骨料及细粉为主要原料,选择合适结合方式,通过机压或浇注成形,再经烘烤和高温烧成之后获得的高档耐火材料,具有化学稳定性好、热导率高、冷热态强度高、耐磨性好等优点,广泛应用于钢铁、有色冶金、石化等行业的高温窑炉内衬上。碳化硅(SiC)砖按照结合方式分为氧化物结合和非氧化物结合两大类。非氧化物结合根据具体结合物相,又可分为氮化硅(Si3N4)结合、氧氮化硅(Si2N2O)结合和塞隆(Sialon)结合。碳化硅砖的原料主要为碳化硅、金属硅以及SiO2、Al2O3(视品种选择)等少量添加组分,常用结合剂为木质素磺酸钙、糊精或树脂。采用压制成型和高温氮化烧成。在氮化烧成中,金属硅与氮气(N2)通过气相反应生成Si3N4以及Si2N2O、Sialon等非氧化物结合相,从而产生极好的冷、热态强度。非氧化物结合碳化硅砖在生产过程中,氮化程度受制品形状尤其是厚度的影响很大,因为与氮气的反应总是自砖体表面开始,逐步向里,当砖体过厚时,表层氮化程度较高,而内部氮化程度低,使得内外成分及强度均有差异。加之碳化硅砖在使用中需经受频繁的冷热循环以及极高的温度梯度,使其常因砖体内部热应力过大而损毁。鉴于此,如何提高和促进碳化硅砖在氮化烧成中的氮化程度和效率并进一步提高碳化硅砖的冷热态强度是非氧化物结合碳化硅砖的研究重点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题存在的不足,提供一种成本低廉、工艺简单、氮化反应更充分、冷热 ...
【技术保护点】
1.一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖,其特征在于:包括主料、防氧化剂和结合剂,主料包括碳化硅骨料和粉料、金属硅、氧化铝微粉、二氧化硅微粉,加入重量份数为:碳化硅骨料和粉料70‑85份,金属硅10‑25份,氧化铝微粉0‑3份, 二氧化硅微粉0‑5份; 防氧化剂加入量是主料总重量的0‑2%,结合剂加入量是主料总重量的2‑5%,有机纤维加入量是主料总重量的0.1‑0.5%。
【技术特征摘要】
1.一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖,其特征在于:包括主料、防氧化剂和结合剂,主料包括碳化硅骨料和粉料、金属硅、氧化铝微粉、二氧化硅微粉,加入重量份数为:碳化硅骨料和粉料70-85份,金属硅10-25份,氧化铝微粉0-3份,二氧化硅微粉0-5份;防氧化剂加入量是主料总重量的0-2%,结合剂加入量是主料总重量的2-5%,有机纤维加入量是主料总重量的0.1-0.5%。2.根据权利要求1所述的一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖,其特征在于:有机纤维为防爆纤维,可在200度下融化从而形成微细气孔。3.根据权利要求1所述的一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖,其特征在于:有机纤维直径20~40μm,长度3~5mm。4.根据权利要求1所述的一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖,其特征在于:碳化硅骨料采用98级别,分粗、中、细三个粒级,如2.5-1.43mm、1.43-0.5mm、0.5-0mm,骨料总量为主料总重量的65-75%;三个粒级可以在一定量下配比,也可只用中、细两个粒级,即1.43-0.5和0.5-0mm,骨料总量仍为主料总重量的65-75%。5.根据权利要求1所述的一种原位定向非氧化物增强碳化硅砖...
【专利技术属性】
技术研发人员:李纪伟,邵淑英,贾博,侯春玲,毕振勇,陈鱼军,
申请(专利权)人:河南海格尔高温材料有限公司,
类型:发明
国别省市:河南,41
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