轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料及其制备方法

申请(专利)号：CN202410177575.4

申请日：2024-02-08

申请公布号：CN118125841A

申请公布日：2024-06-04

申请人：武汉科技大学

发明人：鄢文 韩铮 李远兵 李亚伟

主分类号：C04B35/66

分类号：C04B35/66;C04B35/04

代理机构：武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)

代理人：张火春

主权项：

1.一种轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料的制备方法,其特征在于所述制备方法的步骤是：步骤1、具有微核壳结构的多微孔方镁石-镁铝尖晶石陶瓷的制备步骤1.1、以氧化铝纳米粉、氧化铝微粉和氢氧化铝微粉中的任意一种为铝源,或以氧化铝纳米粉、氧化铝微粉和氢氧化铝微粉中的任意两种混合粉为铝源,或以氧化铝纳米粉、氧化铝微粉和氢氧化铝微粉三种的混合粉为铝源;步骤1.2、将79～97wt%的氢氧化镁细粉和3-21wt%的铝源置于搅拌机内,外加所述氢氧化镁细粉和所述铝源之和4.5～5.5wt%的水,搅拌1～3h,得到混合料;步骤1.3、将所述混合料在100～200MPa条件下机压成型,再将成型后的坯体于110～220℃条件下干燥24～48h;然后将干燥后的坯体置于高温炉内,以1～3℃/min的速率升温至300～400℃,保温0.5～3h,再以3～5℃/min的速率升温至1600～1800℃,保温3～8h,随炉冷却,制得具有微核壳结构的多微孔方镁石-镁铝尖晶石陶瓷;将所述具有微核壳结构的多微孔方镁石-镁铝尖晶石陶瓷破碎,筛分;分别得到粒径小于5mm且大于等于3mm的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料Ⅰ、粒径小于3mm且大于等于1mm的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料Ⅱ、粒径小于1mm且大于等于0.1mm的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料Ⅲ;所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料具有以含纳米孔的多微孔氧化镁微颗粒为核、以连续致密镁铝尖晶石层为壳的微核壳结构;所述多微孔氧化镁微颗粒的粒径为20～45μm,所述连续致密镁铝尖晶石层的厚度为2～5μm;所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料：Al-2O-3和MgO的总含量>99.55%,显气孔率为15～30%,体积密度为2.45～3.04g/cm～3,平均孔径为254～809nm,耐压强度为60～130MPa,800℃时导热系数为4.04～6.54W/(m·K);步骤2、轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料的制备以20～25wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I、18～23wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料II和15～22wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料Ⅲ为总骨料,以31～45wt%的镁砂细粉、0.1～1.5wt%的单质硅粉和0.5～3.5wt%的鳞片石墨粉为总基质;先将所述总骨料置于搅拌机中,外加所述总骨料和所述总基质之和2～6wt%的改性液态热固性酚醛树脂,混合;然后加入所述总基质,搅拌均匀;在150～200MPa条件下机压成型,在180～300℃条件下保温12～36h,制得轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料;所述改性液态热固性酚醛树脂的制备方法是：按液态热固性酚醛树脂∶所述铝源的质量比为100∶(30～150),将所述液态热固性酚醛树脂和所述铝源混合均匀,得到改性液态热固性酚醛树脂;步骤2所述铝源与步骤1所述铝源相同。

摘要：

本发明涉及一种轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以20～25wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I、18～23wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料II和15～22wt%的所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料Ⅲ为总骨料,以31～45wt%的镁砂细粉、0.1～1.5wt%的单质硅粉和0.5～3.5wt%的鳞片石墨粉为总基质。先将总骨料置于搅拌机中,外加总骨料和总基质之和2～6wt%的改性液态热固性酚醛树脂,混匀;然后加入总基质,搅拌;机压成型,在180～300℃条件下保温,制得轻量化方镁石-镁铝尖晶石-碳耐火材料。该制品具有多尺度核壳结构、导热系数低、热震稳定性能优良、耐冲刷性优异和抗氧化性好的特点。