專利名稱：一種多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于多孔陶瓷材料領域。尤其涉及一種以方鎂石、尖晶石、剛玉為主要相成分的輕質保溫耐火材料及其制備方法。
背景技術：
現有輕質保溫耐火材料多為鋁一硅系材料。主要化學成分為Al2O3與SiO2。主要物相為剛玉、莫來石、石英物相與玻璃相。隨著對鋼鐵質量、品種要求的提高，對鋼的純凈度要求越來越高。堿性耐火材料被認為是一種能滿足純凈鋼生產要求的理想耐火材料。在一般情況下，堿性耐火材料，如鎂磚，直接作為與鋼水等直接接觸的爐襯材料，在其外層需設置一層保溫材料。但目前的保溫材料大都屬于Al2O3-SiO2系材料(王維邦.耐火材料工藝學.冶金工業出版社，2003)，它是酸性或中性材料，在高溫下易與堿性材料發生反應，產生低熔相，影響使用壽命。只有使用堿性輕質保溫材料，才能與堿性耐火材料匹配。
“一種鎂—鋁輕質保溫耐火材料及其制備方法”(CN200410013257.7)的技術，所生產的輕質保溫材料雖屬于堿性輕質保溫材料，但其使用原料為菱鎂礦粉、輕燒氧化鎂粉、高鋁礬土粉、Al(OH)3粉、可燒失物粉，燒成溫度為1300～1500℃，雜質含量相對較高，燒成溫度較低，導致成品使用溫度和使用部位受到限制。
有兩篇關于鎂—鋁輕質材料的報導一篇題為“凝膠注模成型剛玉-尖晶石多孔陶瓷的制備”(劉佐才，陳穎.凝膠注模成型剛玉-尖晶石多孔陶瓷的制備.北京理工大學學報，2005(11))的技術，描述了以板狀剛玉和富鋁尖晶石為主要原料，用到了有機單體、交聯劑、催化劑、引發劑、造孔劑等，最高燒成溫度為1550℃，制備了多孔的剛玉-尖晶石材料，但其工藝較復雜，燒成溫度低，故應用范圍也受到限制。
另一篇題為“添加輕燒氧化鎂對鎂鋁尖晶石輕質耐火材料燒結性能的影響”(孫麗楓，于景坤.添加輕燒氧化鎂對鎂鋁尖晶石輕質耐火材料燒結性能的影響.材料與冶金學報，2004(2))的技術，描述了以工業氧化鋁、重燒氧化鎂、輕燒氧化鎂、成孔劑和結合劑為原料，最高燒成溫度為1600℃，雖制備了輕質鎂鋁尖晶石材料，但其工藝較復雜，燒成溫度低，故應用范圍同樣受到限制。
發明內容
本發明的目的是提供一種工藝較簡單、純度高、平均孔徑小、氣孔分布均勻、強度高、既可以在高溫下與鎂質或剛玉質耐火材料接觸又可以與尖晶石耐火材料直接接觸、能在更高溫度下及更多部位使用的以方鎂石—尖晶石或尖晶石或尖晶石—剛玉為主晶相的輕質保溫多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案是按重量百分含量將10～90％的菱鎂礦粉、10～90％的Al(OH)3粉混合，外加上述混合料重量的2～10％的水及0～3％的結合劑，經攪拌后成型，在110℃下干燥4～24小時，然后在1600～1800℃條件下燒成，保溫1～8小時。
其中菱鎂礦粉、Al(OH)3粉的粒徑≤88μm；結合劑為不污染制品的有機或無機結合劑；成型或是機械壓制或是手工搗打，機械壓制的壓力為10～400MPa。
由于采用上述技術方案，本發明進一步優化了原料與工藝，使工藝簡單化，所制備的產品化學成分主要是MgO與Al2O3，其主晶相為方鎂石—尖晶石、尖晶石或尖晶石—剛玉。它是一種平均孔徑小、氣孔分布均勻、純度高、強度高的輕質保溫耐火材料，能在更高溫度下及更多部位使用。既可以在高溫下與鎂質或剛玉質耐火材料接觸、又可以與尖晶石耐火材料直接接觸。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發明作進一步的描述實施例1一種多孔尖晶石陶瓷材料及其制備方法將粒徑≤88μm的菱鎂礦粉、粒徑≤88μm的Al(OH)3粉，分別按重量百分含量為24～36％、64～76％進行配料，外加上述混合料重量的2～10％的水，混合均勻后困料12～24小時，30～50Mpa機壓成型。在空氣中自然干燥12～36小時，再在110℃下干燥8～16小時，在1750～1800℃下燒成，保溫時間為3～5小時。
用本實施例所制備的產品，顯氣孔率為36～44％、容重為1.85～2.25g/cm3、平均孔徑為5.35～1 1.01μm、耐壓強度為36～55MPa尖晶石輕質保溫材料。
實施例2一種多孔尖晶石陶瓷材料及其制備方法將粒徑≤88μm的菱鎂礦粉、粒徑≤88μm的Al(OH)3粉，分別按重量百分含量為47～79％、21～53％進行配料，外加上述混合料重量的2～10％的水和3％的羧甲基纖維素鈉，混合均勻后困料24小時，50～80MPa機壓成型。在空氣中自然干燥24～36小時，再在110℃下干燥12～24小時，然后在1600～1650℃條件下燒成，保溫時間為3～5小時。
用本實施例所制備的產品，可得到顯氣孔率為40～62％、容重為1.28～2.15g/cm3的方鎂石—尖晶石質多孔陶瓷材料。
實施例3一種多孔尖晶石陶瓷材料及其制備方法將粒徑≤88μm的菱鎂礦粉、粒徑≤88μm的Al(OH)3粉，分別按重量百分含量為11～24％、76～89％進行配料，外加上述混合料重量的2～10％的水混合均勻。困料16～24小時后，10～30MPa機壓成型。在空氣中自然干燥16～24小時，再在110℃下干燥8～24小時，在1750～1800℃下燒成，保溫時間為5～8小時。
用本實施例所制備的產品，可得到顯氣孔率為36～39％、容重為2.22～2.40g/cm3、平均孔徑為4.91～5.32μm、耐壓強度為48～54MPa的剛玉—尖晶石質多孔陶瓷材料。
權利要求
1.一種多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法，其特征在于按重量百分含量將10～90％的菱鎂礦粉、10～90％的Al(OH)3粉混合，外加上述混合料重量的2～10％的水及0～3％的結合劑，經攪拌后成型，在110℃下干燥4～24小時，然后在1600～1800℃條件下燒成，保溫1～8小時。
2.根據權利要求1所述的多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法，其特征在于所述的菱鎂礦粉、Al(OH)3粉的粒徑≤88μm。
3.根據權利要求1所述的多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法，其特征在于所述的成型或是機械壓制或是手工搗打，機械壓制的壓力為10～400MPa。
全文摘要
本發明涉及一種多孔尖晶石質陶瓷材料及其制備方法，所采用的技術方案是將重量百分含量為10～90％的菱鎂礦粉，10～90％的Al(OH)
文檔編號C04B38/00GK1915903SQ20061001955
公開日2007年2月21日 申請日期2006年7月6日 優先權日2006年7月6日
發明者李楠, 鄢文 申請人:武漢科技大學