一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及不定形耐火材料领域，涉及一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料，涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂40‑60份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其粒度为1000‑10000目；所述粘结剂为浓度70‑80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。按照以上配比配置好材料，盛入容器内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刷涂法或刮涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在100‑120℃烘干后形成碳化硅表面涂层。应用本方法和配比制作的涂层材料能在高温状态下保证碳化硅涂层表面不开裂且又能持久保持白色，使用寿命长，同时生产成本低，产品性能稳定，适应工业化生产。

A white anti-oxidation coating material on silicon carbide surface and its preparation method

The invention relates to the field of amorphous refractories, and relates to an anti-oxidation white coating material on the surface of silicon carbide. The composition and weight of the coating material are: 100 parts of powder; 40 to 60 parts of binder; the composition of the powder is zirconium silicate powder with a particle size of 1000 to 10000 meshes; and the binder is a viscous transparent liquid of aluminum dihydrogen phosphate with a concentration of 70 to 80%. According to the above ratio, the material is put into the container, the zirconium silicate powder and the viscous transparent liquid of aluminum dihydrogen phosphate are stirred by mixer to form a stable and uniform slurry, and then uniformly brushed on the surface of silicon carbide by brushing or scraping, and then dried at 100 120 C to form a silicon carbide surface coating. The coating material made by this method and ratio can ensure that the surface of SiC coating does not crack at high temperature, and it can keep white for a long time. At the same time, it has low production cost, stable product performance and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料及其制备方法
本专利技术涉及不定形耐火材料领域，具体涉及一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料及其制备方法。
技术介绍
碳化硅材料在高温状态下具有高强度保持率，高温变形小，热震性能高和抗氧化性好等诸多优点，广泛应用于钢铁冶炼、工业窑炉、航空、航天、核能等
但是，碳化硅材料是一种非氧化物材料，在高温和氧化条件下，碳化硅的氧化产物二氧化硅会因相变而产生体积变化，从而使其结构变得疏松而断裂，氧化保护作用骤减。提高碳化硅的抗氧化性能，除了改善材料自身的抗氧化性能外，在材料表面涂覆抗氧化涂层是减缓材料被氧化的有效方法之一。目前研究及工业中常用的碳化硅材料抗氧化涂层主要有氧化铝、镁铝尖晶石、稀土硅酸盐和莫来石等体系。尽管抗氧化涂层的使用已在一定程度上提高了碳化硅基材的抗氧化性能，但是在长期的高温使用条件下这些涂层均存在表面断裂和脱落的现象，导致碳化硅材料的使用寿命依然下降。另外，将碳化硅材料用于承载陶瓷器具如氧化锆白色陶瓷刀等白色器具上，由于煅烧温度大约在1500度以上，此时会导致碳化硅的氧化分解，黑色碳的挥发导致白色器具颜色发暗或发黄，影响器具美观。在碳化硅材料上喷涂白色氧化铝涂层来遮掩碳化硅的影响是目前烧制白色器具的常用方法，但是由于碳化硅与氧化铝的膨胀系数不同，喷涂的白色氧化铝涂层容易开裂并颜色发黄，最终还是会影响白色器具的颜色，无法做到长久使用。在碳化硅表面喷涂高纯氧化锆粉末，可有效解决以上问题，但是高纯氧化锆粉末价格昂贵，不适合大面积生产。因此如何在保证碳化硅涂层表面不开裂上又能持久保持白色，是目前这一领域亟需解决的重大问题。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术目的是提供一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料及其制备方法，涂层材料能在高温状态下保证碳化硅涂层表面不开裂且又能持久保持白色，使用寿命长，同时生产成本低，产品性能稳定，适应工业化生产。技术方案一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料，包括粉料和粘结剂，其特征在于：所述的涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂40-60份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其粒度为1000-10000目；所述粘结剂为浓度70-80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。作为本专利技术的最优选方案，所述的涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂50份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其中粒度为1000-10000目；所述粘结剂为浓度70%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。一种如所述的碳化硅表面抗氧化白色涂层材料的制备方法，其特征在于：按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度70-80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂40-60份配好，盛入容器内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刷涂法或刮涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在100-120℃烘干后形成碳化硅表面涂层。所述搅拌机为永磁电机搅拌机，包括定子和两个转子，定子包含定子铁心和绕组，所述定子铁心为镜像对称的结构，镜像对称设有两个转子槽，转子槽周圈的定子铁心的内壁开有绕组槽，绕组槽缠绕有绕组，转子包含转子铁心和永磁体，永磁体周向均匀排列在转子铁心内，两个转子也镜像对称，且磁极方向相反，定子铁心的上端和下端分别设有上端盖和下端盖，搅拌转轴位于转子中心，通过轴承与上端盖和下端盖相连，搅拌转轴的下端伸出下端盖，搅拌转轴的下端固定有搅拌桨。所述定子铁心位于两个转子之间固定有两个隔磁桥，两个隔磁桥与两个转子同对称线镜像，隔磁桥呈弧形状，每个隔磁桥的内弧和外弧的圆心与其靠近侧的转子同心。所述隔磁桥的上端设有凸台，凸台卡接在定子铁心的上端，隔磁桥穿过定子铁心和下端盖，隔磁桥伸出下端盖的长度与搅拌转轴伸出下端盖的长度相同。所述隔磁桥的弧面设有多个连通内弧面和外弧面的竖通槽。所述搅拌桨通过环形固定套固定在搅拌转轴上，浆均匀分布在固定套的外周圈，固定套的内周圈均匀分布有紧固凸起。优点及效果一、本专利技术碳化硅抗氧化白色涂层材料的技术原理及突出的实质性特点在于：1、为防止涂层开裂，选用与碳化硅膨胀系数十分接近的硅酸锆为主要涂层材料（碳化硅膨胀系数：4.5×10-6/℃，硅酸锆膨胀系数：4.2×10-6/℃）。选用的磷酸二氢铝粘稠透明液体经烘干和高温烧结后形成的C-AlPO4的热膨胀系数为5.5×10-6/℃，也很接近硅酸锆热膨胀系数。因此，能有效的抑制碳化硅表面涂层的开裂。2、硅酸锆和磷酸二氢铝粘稠透明液体直接混合，能达到纯白色涂层的效果。在高温状态下长期使用，依然能保持白色。3、生产成本低，制备工艺简单，无污染。二、本专利技术碳化硅表面抗氧化白色涂层材料的有益效果为：1.本专利技术能更好的抑制碳化硅表面涂层的开裂，而且能持久保持白色，适用于承载白色器具的高温烧结；2.可在1500度以上的超高温环境下长期使用，具有更好的抗氧化性能和使用寿命；3.生产成本低，产品性能稳定，制备工艺简单，无污染。三、本专利技术制备方法创新的设计了一种永磁双转子的的搅拌机结构，两个转子通电后，同时旋转，且有隔磁桥互不影响。隔磁桥下端还起到了改变液流的功能，使得粘稠的液体有了新的混合均匀的方式。附图说明图1搅拌机为定转子永磁电机的结构示意图；图2搅拌机竖直摆放时的结构示意图；图3搅拌桨结构图；图4隔磁桥结构图。附图标记说明：1.定子铁心、2.绕组、3.转子铁心、4.永磁体、5.轴承、6.搅拌转轴、7.搅拌桨、8.绕组槽、9.隔磁桥、10.上端盖、11.下端盖、12.容器、13.环形固定套、14.浆、15.紧固凸起、16.竖通槽、17.凸台。具体实施方式实施例1按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度70%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂40份配好，盛入容器12内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刷涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在100℃烘干后形成碳化硅表面涂层。实施例2按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度70%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂50份配好，盛入容器12内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刷涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在110℃烘干后形成碳化硅表面涂层。实施例3按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度70%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂60份配好，盛入容器12内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刮涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在120℃烘干后形成碳化硅表面涂层。实施例4按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂40份配好，盛入容器12内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刮涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在100℃烘干后形成碳化硅表面涂层。实施例5按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂50份配好，盛入容器12内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刮涂法均匀刷涂在碳化硅表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料，包括粉料和粘结剂，其特征在于：所述的涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂40‑60份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其粒度为1000‑10000目；所述粘结剂为浓度70‑80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料，包括粉料和粘结剂，其特征在于：所述的涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂40-60份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其粒度为1000-10000目；所述粘结剂为浓度70-80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。2.根据权利要求1所述的碳化硅表面抗氧化白色涂层材料，其特征在于：所述的涂层材料的组分和重量份为：粉料100份；粘结剂50份；所述粉料的成分是硅酸锆粉，其中粒度为1000-10000目；所述粘结剂为浓度70%的磷酸二氢铝粘稠透明液体。3.一种如权利要求1所述的碳化硅表面抗氧化白色涂层材料的制备方法，其特征在于：按照粒度为1000-10000目硅酸锆粉料100份，浓度70-80%的磷酸二氢铝粘稠透明液体作为粘结剂40-60份配好，盛入容器（12）内，将硅酸锆粉料和磷酸二氢铝粘稠透明液体通过搅拌机搅拌充分混合，使之形成稳定均匀的料浆，再采用刷涂法或刮涂法均匀刷涂在碳化硅表面，在100-120℃烘干后形成碳化硅表面涂层。4.根据权利要求3所述的碳化硅表面抗氧化白色涂层材料的制备方法，其特征在于：所述搅拌机为永磁电机搅拌机，包括定子和两个转子，定子包含定子铁心（1）和绕组（2），所述定子铁心（1）为镜像对称的结构，镜像对称设有两个转子槽，转子槽周圈的定子铁心（1）的内壁开有绕组槽（8），绕组槽（8）缠绕有绕组（2），转子包含转子铁心（3）和永磁体（4），永...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡方，刘伟华，田密，孙恒，魏博文，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21