【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及耐火材料，特別是涉及一種含ti2o3的紅柱石耐火材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、紅柱石(al2o3·sio2)是一種天然礦物，具有熱導(dǎo)率低、體積穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、抗蠕變性和抗co侵蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)，可不經(jīng)煅燒直接用于制造耐火材料，被廣泛地應(yīng)用于冶金和建材等行業(yè)。
2、紅柱石通常呈長(zhǎng)柱狀晶體，其橫斷面接近四方形。紅柱石中的紅柱石相的含量一般在90％～95％，雜質(zhì)成分在晶體內(nèi)定向排列，在橫斷面上呈十字形。實(shí)際上，單一的紅柱石在莫來石化進(jìn)程中，其晶粒仍保持了原有形貌和化學(xué)成分。紅柱石在高溫下，單個(gè)的紅柱石晶粒會(huì)轉(zhuǎn)化為一種特有的復(fù)合結(jié)構(gòu)：具有毛細(xì)孔的網(wǎng)狀莫來石和填充于其中的富硅玻璃相。但是，長(zhǎng)柱狀排列的莫來石晶體使得材料的致密化困難，材料的氣孔率較高，影響了抗?jié)B透性能。因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中的紅柱石類耐火材料的氣孔率高，致密化困難，抗?jié)B透性能差的問題，設(shè)計(jì)一種新型的耐火材料制備方案，是本領(lǐng)域研究人員亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于，提供一種含ti2o3的紅柱石耐火材料及其制備方法。本專利技術(shù)制備的含ti2o3的紅柱石耐火材料具有蠕變性低、抗熱震性好，高致密度、高強(qiáng)度和高抗?jié)B透侵蝕性等優(yōu)點(diǎn)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)技術(shù)方案之一：提供一種含ti2o3的紅柱石耐火材料，原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：
4、紅柱石69-90份、混合細(xì)粉10～31份和酚醛樹脂結(jié)合劑3.5份；
5、所述混合細(xì)粉中包含質(zhì)量比28：3的鈦白粉和金屬鋁粉。
6、優(yōu)選地，所述紅柱石的粒度及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量份數(shù)如下：15～25份粒度為0-1mm且不為0的紅柱石顆粒，15～25份粒度為1-3mm的紅柱石顆粒，19～40份粒度為3-5mm的紅柱石顆粒。
7、優(yōu)選地，所述鈦白粉的粒度≤45μm。
8、優(yōu)選地，所述金屬鋁粉的粒度≤45μm。
9、本專利技術(shù)技術(shù)方案之二：提供一種上述含ti2o3的紅柱石耐火材料的制備方法，包括以下步驟：
10、將所述原料混合，壓制成型，得到生坯，燒結(jié)，得到所述含ti2o3的紅柱石耐火材料。
11、優(yōu)選地，所述燒結(jié)的溫度為1300-1700℃，時(shí)間為3-10h，所述燒結(jié)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
12、本專利技術(shù)的有益技術(shù)效果如下：
13、本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種含ti2o3的紅柱石耐火材料的制備方法。高溫?zé)蛇^程中，本專利技術(shù)中的金屬鋁粉作為還原劑，與鈦白粉發(fā)生反應(yīng)(6tio2+2al＝al2o3+3ti2o3，約在800℃左右發(fā)生此反應(yīng))，原位生成細(xì)分散的ti2o3和al2o3。一方面，利用生成的al2o3進(jìn)一步與紅柱石的富硅玻璃相反應(yīng)生成二次莫來石，提高體系的結(jié)合強(qiáng)度。另一方面，利用原位生成的細(xì)分散的ti2o3以獨(dú)立相形式均勻彌散在莫來石晶界處，幾乎不向莫來石中固溶，可以抑制莫來石晶體的各向異性生長(zhǎng)，促進(jìn)材料致密化，降低氣孔率(見圖2)，提升其抗?jié)B透侵蝕性能。
14、本專利技術(shù)引入ti2o3相主要是為了抑制莫來石晶體的各向異性發(fā)育，阻礙其發(fā)育生成長(zhǎng)柱狀形貌而影響致密化，即ti2o3分布在莫來石晶界處，抑制其徑向發(fā)育，改變其形貌，使其生長(zhǎng)成易實(shí)現(xiàn)致密化的顆粒狀。而要達(dá)到使ti2o3分散在莫來石晶界中抑制其生長(zhǎng)的目的，要求ti2o3應(yīng)為微米/納米級(jí)小尺寸并高度均勻分散。而若是直接引入微米/納米級(jí)ti2o3顆粒，則很難實(shí)現(xiàn)均勻分散并使其分布于莫來石晶界處。
15、本專利技術(shù)的紅柱石耐火材料在高溫服役過程中，其中的ti2o3可進(jìn)一步與體系中的c、n2等發(fā)生反應(yīng)，原位生成高熔點(diǎn)、高導(dǎo)熱、高抗蝕的tic、tin或ti(c,n)固溶體等非氧化物增強(qiáng)相，可提升材料的抗侵蝕、抗熱震性能和高溫強(qiáng)度。
16、本專利技術(shù)制備的含ti2o3的紅柱石耐火材料具有蠕變性低、抗熱震性好，高致密度、高強(qiáng)度和高抗?jié)B透侵蝕性等優(yōu)點(diǎn)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種含Ti2O3的紅柱石耐火材料，其特征在于，原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Ti2O3的紅柱石耐火材料，其特征在于，所述紅柱石的粒度及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量份數(shù)如下：15～25份粒度為0-1mm且不為0的紅柱石顆粒，15～25份粒度為1-3mm的紅柱石顆粒，19～40份粒度為3-5mm的紅柱石顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Ti2O3的紅柱石耐火材料，其特征在于，所述鈦白粉的粒度≤45μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含Ti2O3的紅柱石耐火材料，其特征在于，所述金屬鋁粉的粒度≤45μm。
5.一種權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述含Ti2O3的紅柱石耐火材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的溫度為1300-1700℃，時(shí)間為3-10h，所述燒結(jié)在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種含ti2o3的紅柱石耐火材料，其特征在于，原料按質(zhì)量份數(shù)計(jì)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含ti2o3的紅柱石耐火材料，其特征在于，所述紅柱石的粒度及對(duì)應(yīng)的質(zhì)量份數(shù)如下：15～25份粒度為0-1mm且不為0的紅柱石顆粒，15～25份粒度為1-3mm的紅柱石顆粒，19～40份粒度為3-5mm的紅柱石顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含ti2o3的紅柱石耐火材料，其特征...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牟玉，庸國(guó)祥，李秉杰，高源，錢高，馬晨紅，張一萍，孫成龍，亓娜，董希玲，劉開亞，趙巖，劉明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：民政部一零一研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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