一种用于匣钵的碳化硅涂层及该匣钵的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于匣钵的碳化硅涂层，包括：粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末、碳化硅粉末、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末、氧化铝粉末、水性有机硅树脂、去离子水、聚乙烯醇。本发明专利技术还公开了一种匣钵的制备方法，包括：制备不同粒径的废弃莫来石匣钵粉末；称取各原料并混合均匀，得到碳化硅涂层；将碳化硅涂层涂敷在匣钵坯体的内表面；自然晾干后烘干；烧成后得成品。本发明专利技术通过将碳化硅涂层涂敷在匣钵内表面，从而提高了匣钵的耐高温、耐酸碱性的性能，并实现了废弃莫来石匣钵的回收再利用，降低了成本。

A silicon carbide coating for saggar and its preparation method

The invention discloses a silicon carbide coating for sagger, which comprises: silicon carbide powder with particle size of 0.1-1.5 \u03bc m, silicon carbide powder with particle size of 0.01-0.05mm, silicon carbide powder, abandoned mullite sagger powder with particle size of 0.01-0.1 \u03bc m, abandoned mullite sagger powder with particle size of 0.01-0.1mm, alumina powder, waterborne silicone resin, deionized water, polyvinyl alcohol \u3002 The invention also discloses a preparation method of saggar, including: preparing waste mullite saggar powder with different particle sizes; weighing and mixing all raw materials evenly to obtain silicon carbide coating; coating silicon carbide coating on the inner surface of saggar body; drying after natural air drying; burning to obtain finished products. The invention improves the performance of high temperature resistance, acid and alkali resistance of saggar by applying silicon carbide coating on the inner surface of saggar, realizes the recycling of waste mullite saggar, and reduces the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种用于匣钵的碳化硅涂层及该匣钵的制备方法
本专利技术涉及耐腐蚀材料
，更具体地说，本专利技术涉及一种用于匣钵的碳化硅涂层及该匣钵的制备方法。
技术介绍
莫来石材料具有耐火度高、热震稳定性好、热膨胀系数低、高温抗蠕变性好、具有很高的耐磨性及耐剥落、耐侵蚀性等，其应用极其广泛。莫来石匣钵一般使用的原料是酸性材料，对酸性材料的侵蚀有良好的抵抗作用；耐碱性匣钵主要是在耐火材料中加入部分碱性氧化物或偏碱性的材料，使得此类匣钵对碱性材料有良好的抗侵蚀性，延长了匣钵的使用寿命。随着锂电池行业的迅猛发展，莫来石匣钵在锂电池正极材料合成中占据主导地位。由于合成锂电池正极材料所用原料在合成过程中会分解产生渗透力和反应活性强的氧化锂对耐高温匣钵进行侵蚀，另一方面，匣钵材料在高温后快速冷却，随着使用次数的增加，匣钵容易产生裂纹，匣钵的热震稳定受到破坏，耐高温匣钵的使用寿命会大大降低。与此同时，大量的废弃莫来石匣钵给环境和相关企业带来了巨大的压力。碳化硅质耐火材料具有导热系数高、热膨胀系数低、抗震性好、高温强度高、耐化学侵蚀性好、抗渣及锌铝铜铅等熔液侵蚀能力强和高温耐磨性能好等一系列优点，被广泛应用于冶金、化工、能源等各个高温行业中。锂电池正极材料匣钵存在着抗侵蚀性差的问题，用于焙烧的锂电池正极材料多为粉末状，渗透能力强，材料中的锂离子属于强碱性物质，强碱物质对匣钵材料具有很强的侵蚀性，锂电池正极材料焙烧过程中，由于锂离子与匣钵的接触过程中，锂离子能够将莫来石中的Si、Al、Mg等离子析出，从而破坏匣钵的微观结构，匣钵遭受到侵蚀，导致匣钵的使用寿命明显缩短。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供了一种耐酸碱、耐高温、使用寿命长、成本低的碳化硅涂层和具有碳化硅涂层的匣钵。为了实现上述目的，本专利技术公开了一种用于匣钵的碳化硅涂层，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10～20％、水性有机硅树脂10～20％、去离子水5～10％、聚乙烯醇1～5％。优选地，本专利技术中，所述水性有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂中的任意一种。优选地，本专利技术中，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末15％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10％、水性有机硅树脂10％、去离子水5％、聚乙烯醇5％。本专利技术还公开了一种具有碳化硅涂层的匣钵的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末和粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末；步骤二、按质量分数计，称取10～20％的粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末、10～20％的粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末、10～20％的粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末、10～20％的粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末、10～20％的粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末、10～20％的粒径为1～10nm的氧化铝粉末、10～20％的水性有机硅树脂、5～10％的去离子水及1～5％的聚乙烯醇，将称取的各原料放入搅拌机中混合均匀，得到碳化硅涂层；步骤三、使用毛刷将所述碳化硅涂层涂敷在烧结好的匣钵坯体的内表面，或者将所述碳化硅涂层倒入所述烧结好的匣钵坯体，振动该匣钵坯体，使所述碳化硅涂层均匀涂敷在该匣钵坯体的内表面；步骤四、将涂敷有碳化硅涂层的匣钵坯体静置自然晾干，然后转移至烘房中烘干；步骤五、将步骤三处理后的匣钵坯体放入高温窑中进行烧成，出窑后静置冷却至室温，即得到具有碳化硅涂层的匣钵。优选地，本专利技术中，所述步骤四中，烘房的温度为90～100℃，烘干时间为10～15h。优选地，本专利技术中，所述步骤五中，首先将高温窑的温度以10℃/min的升温速度升温至200℃，并在200℃的温度下保温0.5h；然后以20℃/min的升温速度升温至1300～1500℃，并在1300～1500℃的温度下保温2～3h。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术提供的用于匣钵的碳化硅涂层实现了废弃莫来石匣钵的回收利用，降低了成本，并通过不同粒径的碳化硅粉末、氧化铝粉末、水性有机硅树脂、聚乙烯醇的配合保证了涂层的稳定性、耐高温、耐酸碱的优异性能。2、本专利技术提供的用于匣钵的碳化硅涂层可涂覆在匣钵的内表面，经过高温烧结过程，通过内壁毛细作用渗透和表面釉质化在匣钵的内表面形成碳化硅涂层，从而增加了匣钵的耐高温和耐酸碱腐蚀性能，提高了使用寿命。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1本专利技术公开了一种用于匣钵的碳化硅涂层，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：粒径为0.1μm的碳化硅粉末10％、粒径为0.01mm的碳化硅粉末20％、粒径为0.1mm的碳化硅粉末10％、粒径为0.01μm的废弃莫来石匣钵粉末20％、粒径为0.01mm的废弃莫来石匣钵粉末10％、粒径为1nm的氧化铝粉末10％、聚甲基硅树脂10％、去离子水5％、聚乙烯醇5％。本专利技术公开了一种具有碳化硅涂层的匣钵的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出粒径为0.01μm的废弃莫来石匣钵粉末和粒径为0.01mm的废弃莫来石匣钵粉末；步骤二、按质量分数计，称取10％的粒径为0.1μm的碳化硅粉末、20％的粒径为0.01mm的碳化硅粉末、10％的粒径为0.1mm的碳化硅粉末、20％的粒径为0.01μm的废弃莫来石匣钵粉末、10％的粒径为0.01mm的废弃莫来石匣钵粉末、10％的粒径为1nm的氧化铝粉末、10％的聚甲基硅树脂、5％的去离子水及5％的聚乙烯醇，将称取的各原料放入搅拌机中混合均匀，得到碳化硅涂层；步骤三、使用毛刷将所述碳化硅涂层涂敷在烧结好的匣钵坯体的内表面，或者将所述碳化硅涂层倒入所述烧结好的匣钵坯体，振动该匣钵坯体，使所述碳化硅涂层均匀涂敷在该匣钵坯体的内表面；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于匣钵的碳化硅涂层，其特征在于，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：/n粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10～20％、水性有机硅树脂10～20％、去离子水5～10％、聚乙烯醇1～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于匣钵的碳化硅涂层，其特征在于，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：
粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末10～20％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10～20％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10～20％、水性有机硅树脂10～20％、去离子水5～10％、聚乙烯醇1～5％。


2.根据权利要求1所述的一种用于匣钵的碳化硅涂层，其特征在于，所述水性有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂中的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种用于匣钵的碳化硅涂层，其特征在于，按质量分数计，该碳化硅涂层包括以下原料：
粒径为0.1～1.5μm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.05mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.1～0.5mm的碳化硅粉末15％、粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末15％、粒径为0.01～0.1mm的废弃莫来石匣钵粉末10％、粒径为1～10nm的氧化铝粉末10％、水性有机硅树脂10％、去离子水5％、聚乙烯醇5％。


4.一种制备具有如权利要求1～3任意一项所述的用于匣钵的碳化硅涂层的匣钵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将废弃莫来石匣钵进行机械破除粉碎，并筛分出粒径为0.01～0.1μm的废弃莫来石匣钵粉末和粒径为0.01～0.1mm的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骏，刘振华，张海，
申请(专利权)人：湖南太子新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43