具有掺杂氧化锆高含量的耐火产品制造技术

技术编号:5385171 阅读:162 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种具有高氧化锆含量的熔铸耐火产品,其包含按基于氧化物的重量百分比计的如下物质:ZrO2+Hf2O:>85%;SiO2:6%至12%;Al2O3:0.4%至1%;Y2O3:≤0.2%;选自Nb2O5、Ta2O5以及它们的混合物构成的组的掺杂剂,其量使得ZrO2/(Nb2O5+Ta2O5)的摩尔比值在200至350的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新型的具有高氧化锆含量的熔铸耐火产品。
技术介绍
耐火产品包括玻璃熔炉构造中公知的熔铸产品和热压结产品。 与热压结产品(例如,在美国专利US-A-4507394中描述的那些)相比,熔铸产品通常包括与晶体颗粒连接在一起的颗粒间玻璃相。由此,由热压结产品和由熔铸产品提出的问题以及克服这些问题所采取的技术解决方案通常不同。因此,已经开发的用于生产热压结产品的组合物本身并不必然地能够用于生产熔铸产品,反之亦然。 通常称为电熔融产品的熔铸产品是通过在电弧炉中熔化合适的原材料的混合物或通过使用适于该产品的任何其他技术而获得的。然后,将熔化的液体铸入模具,且所获得产品经过受控的冷却循环,以使其达到环境温度而不会断裂。该操作在本领域中被称为"退火"。 熔铸产品包括具有高氧化锆含量的电熔融产品,即包含按重量计大于85%的氧化锆(Zr02),因为其极其优良的耐腐蚀性而不会导致所生产的玻璃染色且不产生瑕疵而著称。 传统上,具有高氧化锆含量的熔铸产品还包含氧化钠(Na20),以防止产品中存在的氧化锆和二氧化硅形成锆石。锆石形成实际上是有害的,因为它通常伴有体积减少20%数量级,由此产生导致裂纹的机械应力。 目前,由Soci6t6Europ6e騰des produits R6fractaires生产并销售且受到欧洲专利EP-B-0403387保护的产品ER-1195广泛应用于玻璃熔炉。其化学组成包含按重量计大约94%的氧化锆、4%至5%的二氧化硅、大约1%氧化铝、0. 3%的氧化钠以及小于0. 05%的P205。这对于用于玻璃熔炉的具有高氧化锆含量的产品来说是典型的。 法国专利FR-A-2701022描述了具有高氧化锆含量的熔铸产品,其含有按重量计0. 05%至1. 0%的&05和按重量计0. 05%至1. 0%的氧化硼(B203)。该产品具有高电阻率。这可以有利地稳定玻璃电熔过程中的电消耗,尤其是,这能够克服与耐火材料中的短路而导致它们快速降解相关的任何问题。在玻璃的电熔过程中,一些电流通过耐火产品。因此,增加该耐火产品的电阻率能够减少通过它们的电流量。 国际专利文件W0-A-2005/068393描述了具有高氧化锆含量的熔铸产品具有高电阻率,而使得Ba0、Sr0、Mg0、Ca0、P205、Na20以及K20的量最小。该产品含有按重量计0. 1%至1. 2%的B203。 日本专利文件JP2000302560描述了不含有Nb205或Ta205的熔铸产品。 极高品质玻璃、特别是LCD型平板筛玻璃的当前趋势是增加对于玻璃熔炉的耐火产品的需求。特别是,需要具有进一步改进的电阻率而保留良好可用性和良好应用特性的耐火产品。4:的熔铸耐火产品,其包含 Zr02+Hf20 Si02 : A1A :Y。0,:
技术实现思路
本专利技术的目的是满足该需要。 更具体地,一方面,本专利技术提供了一种具有高氧化锆含j 按基于氧化物的重量百分比计的如下物质> 85% ; 6%至12% ; 0. 4%至1% ; 《0. 2% ;以及选自Nb205、Ta205以及它们的混合物构成的组的掺杂剂。从下文可以看出,令人惊讶地,本专利技术的专利技术人发现该组合物使得根据本专利技术所 述的耐火产品能够具有惊人的电阻率而保留良好的可用性和良好的应用特性。 本专利技术的耐火产品还可以具有一种或多种下列任选的特征 Zr02/ (Nb205+Ta205)的摩尔比值大于200和/或小于350 ; 基于氧化物的摩尔百分比,掺杂剂的总量为大于或等于0.2%,优选大于或等于 0. 25%和/或小于或等于5% ,小于或等于3% ,小于或等于1 % ,小于或等于0. 8% ,小于或 等于O. 5%,优选小于或等于0.4% ; 掺杂剂Ta205的量按重量计为大于或等于0. 2% ,和/或小于或等于2.5%,优选小 于或等于1.5% ; 掺杂剂Nb205的量按重量计为大于或等于0. 2% ,和/或小于或等于1.5%,优选小 于或等于1.0% ; 按重量百分比计至少80 % 、优选至少90 % 、或甚至至少99 % 、或基本上100 %的氧 化锆是不稳定的单斜晶; 二氧化硅(Si02)的量按重量计为大于或等于6.5%,优选大于或等于7%。可以 是小于或等于10%,或甚至小于或等于9%。在一种变换方案中,还可以大于8.5%、或甚至 9%、或甚至10%,或甚至大于10. 1%,或甚至大于10. 5% ; 氧化硼(B203)的量按重量计为大于或等于O. 2%,优选大于或等于0. 3%和/或小 于或等于1. 0%,优选小于或等于0. 8% ; 氧化钠(Na20)的量按重量计为小于或等于0. 1 % ,优选小于或等于0. 05% ,更优 选小于或等于O. 03% ; 铝(A1203)的量按重量计为优选大于或等于0. 5%和/或优选小于或等于0. 8% ; 除了 Zr02+Hf02、 Si02、 B203、 A1203、 Y203、 BaO、 Ta205以及Nb205以外的物质按重量计 小于1.5%,优选小于1%,更优选小于0. 5% ; 除了 Zr02+Hf02、 Si02、 B203、 A1203、 Y203、 Ta205以及Nb205以外的物质按重量计小于 1.5%,优选小于1%,更优选小于0. 5% ; 氧化钡(BaO)的量按重量计为小于或等于0. 6%,优选小于0. 5% ; 补足到按重量计100%的补充物由杂质构成,总杂质含量优选为小于0. 5% ;以及 所述耐火产品具有按重量计的下列组成,其中Zr02+Hf02和杂质作为补足到100% 的补充物 Si02 :7%至9% ;5 B203 :0. 3%至0. 8% ; A1203 :0. 4%至0. 8% ; Y203 :《0. 2% ;以及 在0. 2%至1. 5%范围的Ta205和/或在0. 2%至1. 0%范围的Nb205。 有利地,这些特征能够进一步改进本专利技术产品的电阻率和耐腐蚀性。 在150(TC在100Hz(赫兹)的频率,本专利技术的耐火产品的电阻率为大于或等于500 Q . cm,优选大于或等于600 Q . cm。 根据另一方面,本专利技术提供了一种具有高氧化锆含量的熔铸耐火产品,其包含按基于氧化物的重量百分比计的如下物质 Zr02+Hf20 :> 85% ; Si02 : 6%至12% ; Y203 : 《0. 2% ;以及 选自Nb205和Ta205,以及优选选自Nb205和Ta205的混合物的掺杂剂,其中,在Nb205和Ta205的混合物中,基于氧化物的重量百分比,Nb205 > 0. 1%并且Ta205 > 0. 1%,并且当Ta205是唯一的掺杂剂的时候,Ta205《1. 5%。 本专利技术的耐火产品还可以具有一种下列任选的特征Zr02/ (Nb205+Ta205)的摩尔比值在200到350之间; 基于氧化物的摩尔百分比,掺杂剂的总量为大于或等于0.2%,优选大于或等于0. 25%和/或小于或等于5% ,小于或等于3% ,小于或等于1 % ,小于或等于0. 8% ,小于或等于O. 5%,优选小于或等于0.4% ; 掺杂剂Ta205的量按重量计为大于或等于0. 2%和/或小于或本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种具有高氧化锆含量的熔铸耐火产品,其包含按基于氧化物的重量百分比计的如下物质:  ZrO↓[2]+Hf↓[2]O: >85%;  SiO↓[2]: 6%至12%;  Al↓[2]O↓[3]: 0.4%至1%;  Y↓[2]O↓[3]: ≤0.2%;  选自Nb↓[2]O↓[5]、Ta↓[2]O↓[5]以及它们的混合物构成的组的掺杂剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:伊莎贝拉卡波迪米契尔甘比尔
申请(专利权)人:法商圣高拜欧洲实验及研究中心
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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