压的升高，新生成的碳化娃会被氧化生成氧化娃，将碳化娃更好地结合起来；该反应为气相参与的反应，反应温度远低于单质硅的熔点，从而极大地降低了残硅的存在。新生成的碳化硅均匀分布于材料内更有利于材料结构均匀，提高了材料的高温性能。以液体酚醛树脂替代常用的临时结合剂木质素磺酸钙，可以避免CaO等临时结合剂引入杂质的不利影响，使碳化娃材料的高温性能更加优异。
[0017]本发明提出的一种氧化硅结合碳化硅材料，采用上述技术方案，具有如下有益效果：
1、纳米二氧化硅和碳化硅微粉复合结合，替代了通常使用的工业副产品二氧化硅微粉，从而避免了二氧化硅微粉引入杂质氧化物对材料的不利影响，使所制备氧化硅结合碳化硅材料具有更加优异的高温性能。
[0018]2、纳米二氧化硅粒度细小，在干粉混合阶段能够均匀地包裹在耐火材料粉体表面，一方面减少颗粒间引力，起到抗结块剂的效果，避免了耐火粉体彼此团聚，使材料结构更加均匀；另一方面，高温烧后纳米二氧化硅彼此烧结，将碳化硅很好地结合起来，提高了材料的高温力学性能。
[0019]3、碳化硅微粉和纳米二氧化硅共同作用，填充到材料颗粒和细粉堆积的空间中，使得材料能够更加紧密堆积，解决了不添加二氧化硅微粉后颗粒级配不合理的问题；另一方面碳化硅微粉比表面积大，高温下容易氧化，氧化生成的氧化硅和纳米二氧化硅共同作用，可以增强材料的性能。
[0020]4、在材料内部氧分压较低时，酚醛树脂分解生成的无定形碳在较低温度下就开始和添加的少量硅粉反应，避免了残硅的不利影响。原位碳化硅反应为有气相参与的反应，可生成均匀分布的碳化硅晶须，随着氧分压增大，新生碳化硅不断被氧化成氧化硅，均匀分布在材料中，起到了增强作用。
[0021]5、与常见的临时结合剂相比较，本发明采用液体酚醛树脂做结合剂，具有坯体强度尚、引入的杂质含量少等优点，有利于提尚制品的综合性能。
【具体实施方式】
[0022]结合下述具体实施例对本发明加以说明：
实施例1 :所述氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒75%，碳化硅细粉18%，碳化硅微粉5. 7%，硅粉1%，纳米二氧化硅0. 3%。
[0023]实施例2 :所述氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒70%，碳化硅细粉22. 7%，碳化硅微粉5%，硅粉1. 5%，纳米二氧化硅0. 8%。
[0024]实施例3 :所述氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒65%，碳化硅细粉23. 6%，碳化硅微粉8%，硅粉3%，纳米二氧化硅0. 4%。
[0025]实施例4 :所述氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒70%，碳化硅细粉24%，碳化硅微粉3%，硅粉1. 5%，纳米二氧化硅1. 5%。
[0026]实施例5 :所述氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒60%，碳化硅细粉30%，碳化硅微粉6. 5%，硅粉2. 5%，纳米二氧化硅1%。
[0027]将上述原料按照比例充分混合均匀后，加入液体酚醛树脂使其混匀后的泥料均有很好的成型性能，实施例1~实施例5所加液体酚醛树脂占粉料质量的百分比分别为：4. 0%、
4.5%、5. 6%、4. 6%和5. 8%。将混匀后的泥料机压成型、烘干后，在高温窑炉内进行烧成，烧成后随炉冷却至室温即可制得氧化硅结合碳化硅材料。
【主权项】
1.一种氧化娃结合碳化娃材料，其特征在于:所述氧化娃结合碳化娃材料的原料组成及质量百分比为:碳化硅颗粒60?75%、碳化硅细粉18?30%、碳化硅微粉3?8%、硅粉1?3%、纳米二氧化娃0.3?1.5%;所述原料的质量百分比之和为100% ;所述的氧化娃结合碳化娃材料还外加有作为结合剂的液体酸醛树脂；所述的氧化娃结合碳化娃材料的原料与液体酚醛树脂混合均匀后制成泥料，成型并烘干后，在高温窑炉内进行烧成，最高烧成温度为1350~1500°C;烧成后随炉冷却至室温即可制得氧化硅结合碳化硅材料；所述纳米二氧化娃的粒径范围为5~100nm，化学成份要求Si02> 99.8wt% ;所述碳化娃微粉的粒度要求小于5 μ m，化学成份要求SiC多96.0 wt %。2.如权利要求1所述的一种氧化硅结合碳化硅材料，其特征在于:所述液体酚醛树脂为耐火材料常用热塑性或热固性酚醛树脂。3.如权利要求1所述的一种氧化娃结合碳化娃材料，其特征在于:所述纳米二氧化娃的加入量为0.5?1%。4.如权利要求1所述的一种氧化娃结合碳化娃材料，其特征在于:所述娃粉的加入量为1.5?2% ο5.如权利要求1所述的一种氧化娃结合碳化娃材料，其特征在于:所述碳化娃颗粒和碳化硅细粉的化学成分要求为SiC ^ 97.0wt%，所述碳化硅颗粒的粒度范围为3?0.088mm，碳化硅细粉的粒度范围为0.074?0.020mm。6.如权利要求1所述的一种氧化硅结合碳化硅材料，其特征在于:所述硅粉的粒径要求< 0.088mm,化学成分要求Si多97.0wt %。
【专利摘要】本发明属于无机非金属材料技术领域，公开一种氧化硅结合碳化硅材料。公开的氧化硅结合碳化硅材料的原料组成及质量百分比为：碳化硅颗粒60～75％、碳化硅细粉18～30％、碳化硅微粉3～8％、硅粉1～3％、纳米二氧化硅0.3～1.5％；原料的质量百分比之和为100%；氧化硅结合碳化硅材料还外加有作为结合剂的液体酚醛树脂；所述的氧化硅结合碳化硅材料的原料与液体酚醛树脂混合均匀后制成泥料，成型并烘干后，在高温窑炉内进行烧成，最高烧成温度为1350~1500℃；烧成后随炉冷却至室温即可制得氧化硅结合碳化硅材料。本发明所制备的氧化硅结合碳化硅材料具有纯度高、高温性能优异、综合性能好的特点。
【IPC分类】C04B35/634, C04B35/66, C04B35/65, C04B35/577
【公开号】CN105418086
【申请号】CN201510805049
【发明人】侯晓静, 李志刚, 王文武
【申请人】中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月20日