本实用新型专利技术公开了一种梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，包括工作层、保护层和保温层，保护层位于工作层和保温层之间，工作层、保护层和保温层成一体结构；工作层的热梯度小于保护层的热梯度，保护层的热梯度小于保温层的热梯度。保护层对工作层进行安全保障，同时还具有热梯度减小、热应力减小的功能，保温层采用纤维制作，使复合砖自身具有良好的保温、梯度热应力小、与玻璃溶液接触的工作层抗侵蚀、抗冲刷性能，复合砖自身使用寿命延长，则窑炉的寿命必然得到提高，使用寿命得到提高意味着降低了能耗，并且工作层根据不同玻璃溶液选择合适的锆基固溶体制作，能够针对不同元素含量的玻璃进行针对性选择不同的锆基固溶体材料制作，提高广泛适用性。
【技术实现步骤摘要】
梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖
本技术属于玻璃窑炉接触玻璃溶液用陶瓷砖技术应用领域，具体涉及一种梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖。
技术介绍
电熔锆刚玉砖是用纯净的氧化铝粉与含氧化锆65%、二氧化硅34%左右的锆英砂在电熔炉熔内化后注入模型内冷却而形成的的白色固体，其岩相结构由刚玉与锆斜石的共析体和玻璃相组成，从相学上讲是刚玉相和锆斜石相的共析体，玻璃相充填于它们的结晶之间。因其玻璃相的存在，在长期恒定高温工作工况下，玻璃相与玻璃液中的某些物质发生反应和冲刷，导致玻璃相的液相化冲刷黏连丢失，进而造成孔隙率的开放，刚玉与锆斜石之间受溶液及低溶物的侵蚀和冲刷，造成砖体的加剧破坏，刚玉及斜锆石相伴随侵蚀及冲刷不断丢失并流失于玻璃溶液中，当冲刷和侵蚀到一定程度（或因高温活泼型化学反应造成的侵蚀），就要停产更换新的窑池电熔砖，不仅成本高，且停产维护损失巨大，给玻璃制品制造企业造成巨大的成本困难。
技术实现思路
针对上述现有技术中描述的不足，本技术提供一种梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，采用三层或三种以上的不同材料构成的结构层粘结为多层结构或烧结融合成为一体结构，提高了耐侵蚀性和耐冲刷性，延长其使用寿命。本技术所采用的技术方案为：一种梯度渐变高锆陶瓷多功能复合砖，至少包括工作层、保护层和保温层，保护层位于工作层和保温层之间，且工作层、保护层和保温层成一体结构；所述工作层的热梯度小于保护层的热梯度，保护层的热梯度小于保温层的热梯度。作为本技术的一种优选方案，所述工作层为锆基固溶体工作层，是采用锆基固溶体材料制作而成，并且为了避免稳定锆稳定化率老化消退的缺陷，采用微米、纳米、粉体三种不同级别的锆基固溶体材料组合制作，并使锆含量达到20-94%不等，并且所述的工作层烧结99%致密化，气孔率接近0，耐温度达到1750摄氏度可长期使用。所述保护层为氧化铝或铝锆复合材料保护层或硅酸锆保护层，氧化铝保护层是采用纯度不低于98%的高纯氧化铝原料制作而成，氧化铝的含量范围为20%-80%；保护层具有良好的热梯度减小功能。所述保温层为纤维保温层，采用可耐温度至1350-1650摄氏度的纤维材料制作而成，其热导率低，并且可以在受热温度1400摄氏度时，外表温度低于60-200摄氏度。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间通过高温液相烧结成界面融合的一体结构，所述保护层与保温层之间通过高温液相烧结成界面融合的一体结构。高温液相烧结使工作层与保护层之间、保护层与保温层之间界面成液相融合，融合后液相消失，相互之间没有任何间隙。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间通过高温液相烧结成界面融合的一体结构，所述保护层与保温层之间通过粘结剂粘接在一起后再用不大于200摄氏度的温度烘烤成一体结构。作为本技术的一种优选方案，所述保护层与保温层之间设有粘结剂层和/或凹凸结构II，粘结剂层的厚度为0.2-0.5mm。粘结剂层是由粘结剂填充而成，保护层与保温层的相对面可以是平面，粘结剂涂覆在保护层端面和保温层端面后粘结，然后用不大于200摄氏度的温度烘烤，使保护层与保温层粘结成一体结构。当然保护层与保温层的相对面可以设置成凹凸结构II，在凹凸结构II表面以及保护层和保温层相对面的其余部分都涂布粘结剂，然后通过凹凸结构II连接，再用不大于200摄氏度的温度烘烤，使保护层与保温层粘结成一体结构，凹凸结构II的设置能够更好的使保温层和保护层安装在一起，避免烘烤时出现错位。所述粘结剂为在0-1000°C时线膨胀率为5.5*10-6，相对长度变化率为0.08%的粘结剂，可以采用氧化铝微米级粉体加入铝酸盐作为粘结剂。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间通过粘结剂粘接在一起后再用不大于200摄氏度的温度烘烤成一体结构，所述保护层与保温层之间通过高温液相烧结成界面融合的一体结构。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间设有粘结剂层和/或凹凸结构I，粘结剂层的厚度为0.2-0.5mm。结剂涂覆在保护层端面和工作层端面后，然后用不大于200摄氏度的温度烘烤，使保护层与工作层粘结成一体结构。当然保护层与工作层的相对面可以设置成凹凸结构I，在凹凸结构I表面以及保护层和工作层相对面的其余部分都涂布粘结剂，然后通过凹凸结构I连接，再用不大于200摄氏度的温度烘烤，使保护层与工作层粘结成一体结构，凹凸结构I的设置能够更好的使工作层和保护层安装在一起，避免烘烤时出现错位。所述粘结剂为在0-1000°C时线膨胀率为5.5*10-6，相对长度变化率为0.08%的粘结剂，可以采用氧化铝微米级粉体加入铝酸盐作为粘结剂。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间通过粘接并烘烤成一体结构，具体是通过粘结剂粘接在一起后再用不大于200摄氏度的温度烘烤成一体结构，所述保护层与保温层之间通过粘接并烘烤成一体结构，通过粘结剂粘接在一起后再用不大于200摄氏度的温度烘烤成一体结构。所述粘结剂为在0-1000°C时线膨胀率为5.5*10-6，相对长度变化率为0.08%的粘结剂，可以采用氧化铝微米级粉体加入铝酸盐作为粘结剂。作为本技术的一种优选方案，所述工作层和保护层之间设有粘结剂层和/或凹凸结构I；所述保护层与保温层之间设有粘结剂层和/或凹凸结构II。作为本技术的一种优选方案，所述工作层的厚度为10-200mm；所述保护层的厚度为100-350mm；所述保温层的厚度为20-450mm，具体厚度可根据用户需求进行调节，而且根据客户要求的尺寸不同及保温层最终的体现温度不同。本技术采用三层不同物料的一体化组合方式，具有可切割加工性和一体烧结界面融合性，工作层采用微米、纳米、粉体三种不同粒径锆基固溶体组合制作而成，二氧化锆含量范围达到20-94%，烧结致密化率99%，气孔率接近0，耐温度达到1750摄氏度，工作层中二氧化锆含量的提升能够决定玻璃液中某些物质与工作层高温下发生反应的程度，工作层中二氧化锆含量相对且其他组分相应下降时能够有效的降低因工作层中其他组分与玻璃溶液及玻璃溶液中强碱性元素的化学反应概率，故而能够提高寿命长期使用，保护层采用高纯氧化铝或氧化铝与氧化锆的复合材料或硅酸锆材料制作而成对工作层进行安全保障，同时还具有热梯度减小的功能，其对工作层保护的机理为当工作层受热开裂或破损时窑炉内的玻璃溶液不会因破裂而渗出造成事故，保温层采用纤维制作，使复合砖自身具有良好的降低热能损耗功能。与玻璃溶液接触的工作层因二氧化锆含量的提升，其抗侵蚀、抗冲刷性能得到提升，复合砖自身使用寿命则相应延长，配合保护层的安全保护性能及保温层的热能损耗降低性能，综合以上几点因素，则使用该砖的窑炉的寿命必然得到提高，使用寿命得到提高意味着降低了能耗，并且工作层根据不同玻璃溶液种类选择合适的锆基固溶体制作，提高适用性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：至少包括工作层（1）、保护层（2）和保温层（3），保护层（2）位于工作层（1）和保温层（3）之间，且工作层（1）、保护层（2）和保温层（3）成一体结构；所述工作层（1）的热梯度小于保护层（2）的热梯度，保护层（2）的热梯度小于保温层（3）的热梯度。/n
【技术特征摘要】
1.一种梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：至少包括工作层（1）、保护层（2）和保温层（3），保护层（2）位于工作层（1）和保温层（3）之间，且工作层（1）、保护层（2）和保温层（3）成一体结构；所述工作层（1）的热梯度小于保护层（2）的热梯度，保护层（2）的热梯度小于保温层（3）的热梯度。
2.根据权利要求1所述的梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：所述工作层为锆基固溶体工作层；所述保护层为氧化铝保护层或铝锆复合材料保护层或硅酸锆保护层；所述保温层为纤维保温层。
3.根据权利要求1或2所述的梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：所述工作层（1）和保护层（2）之间通过液相烧结成界面融合的一体结构，所述保护层（2）与保温层（3）之间通过液相烧结成界面融合的一体结构。
4.根据权利要求1或2所述的梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：所述工作层（1）和保护层（2）之间通过液相烧结成界面融合的一体结构，所述保护层（2）与保温层（3）之间通过粘接并烘烤成一体结构。
5.根据权利要求4所述的梯度渐变结构高锆复合陶瓷砖，其特征在于：所述保护层与保温层之间设有粘结剂层和/或...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁新星，刘小钢，梁奇星，张宁，刘洋，刘亚龙，黄文隆，巴亚丽，杨丽莎，刘耀丽，梁译方，梁译铭，梁家铭，梁煊爀，
申请(专利权)人：郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41
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