一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。其技术方案是：将60~80wt%的蓝晶石和20~40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为1︰（0.03~0.04）混合均匀，睏料48~72h，机压成型；然后在100~120℃条件下干燥12~24h，在1220~1370℃条件下保温2-6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。本发明具有成本低、烧成温度低和转化率高的特点，所合成的堇青石-莫来石复合材料杂质相少、体积密度较大和耐压强度高。
【专利说明】—种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于堇青石-莫来石复合材料【技术领域】。具体涉及一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。
【背景技术】
[0002]蓝晶石矿是具有多种形态的无水铝硅酸盐矿物，属高铝矿物原料。化学组成一般为Al2O3.SiO2或Al2SiO5,由于其膨胀效应可以抵消某些材料的收缩，使产品具有高温体积变化小、热稳定性好、耐抗渣和抗磨的特点，不需煅烧出料直接使用，能适应快速烧成，节约能源，被广泛应用于冶金、陶瓷、玻璃、机械、电力和化工等领域。
[0003]作为二十一世纪高温领域基础材料之一的堇青石-莫来石复合材料是一种重要的窑具材料，具有高温性能好、高温机械强度高、抗热震性好、荷重软化温度高、使用温度高和化学稳定性好的优点，被广泛用于烧成软磁(铁氧体)和电子绝缘陶瓷的窑具、高温陶瓷辊棒、匣钵 材料、推板材料、棚板材料和耐火砖材料等，被认为是当今最有发展前途的高温抗热震陶瓷材料之一，得到广泛关注。
[0004]目前，一般采用天然原料或纯氧化物固相烧结合成堇青石-莫来石复合材料。雷中兴(雷中兴，原位莫来石-堇青石复合物的物理机械性能、耐火性能和显微结构[J]，2007，32(3):34^37)以高岭石、滑石、氧化铝合成堇青石-莫来石复合材料，烧成温度为1400°C，体积密度为1.9g/m3左右，耐压强度最高为IllMPa ;马林(马林，吕戌生，薛娜等.堇青石-莫来石复相陶瓷制备[J]，2008，40 (6):756~758)等以滑石、苏州土、工业氧化铝为原料在1390°C下合成堇青石-莫来石复相陶瓷材料，样品最大耐压强度为278MPa，体积密度为2.13g/m3。
[0005]上述技术中，采用天然原料或纯氧化物固相烧结合成堇青石-莫来石复合材料，虽有其优点，但存在烧成温度高、原料混合不均匀和易造成资源浪费的缺点，其制品致密度不高、杂质相较多和性能未明显改善。
【发明内容】
[0006]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种合成成本低、烧成温度低和转化率高的用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法；用该法合成的堇青石-莫来石复合材料的杂质相少、体积密度较大和耐压强度高。
[0007]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:将6(T80wt%的蓝晶石和2(T40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料48~72h，机压成型；然后在10(Tl20°C条件下干燥12~24h，在122(Tl370°C条件下保温2-6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0008]所述蓝晶石的主要化学成分是=Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥3wt%, Fe2O3 含量≤1.5wt%0
[0009]所述滑石的主要化学成分是:MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量^ lwt%。
[0010]所述机压成型的成型压力为2(T40Mpa。
[0011]采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果:
由于本发明所采用的原料为天然矿石一蓝晶石和滑石，并且二者储量充足价格低，故所得制品成本低；由于本发明所采用的原料杂质相少，所得制品的纯度高；由于本发明采用合理的烧成制度原位合成，所得制品的体积密度较大，耐压强度高。
[0012]因此，本发明具有成本低、烧成温度低和转化率高的特点，所合成的堇青石-莫来石复合材料杂质相少、体积密度较大和耐压强度高。
【具体实施方式】
[0013]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步描述，并非对其保护范围的限制。
[0014]为避免重复，现将本【具体实施方式】所涉及的原料统一描述如下，实施例中不再赘述:
所述蓝晶石的主要化学成分是:Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥ 3wt%, Fe2O3 含量≤1.5wt%0
[0015]所述滑石的 主要化学成分是:MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量≤lwt%。
[0016]实施例1
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将6(T70wt%的蓝晶石和3(T40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料48~56h，在2(T30Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在122(Tl270°C条件下保温4~6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0017]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为320~350MPa。
[0018]实施例2
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将6(T70wt%的蓝晶石和3(T40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料48~56h，在2(T30Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在127(Tl320°C条件下保温3飞h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0019]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为1.9^2.lg/m3，耐压强度为420~450MPa。
[0020]实施例3
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将6(T70wt%的蓝晶石和3(T40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料48~56h，在2(T30Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在132(Tl370°C条件下保温2~4h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。[0021]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3,耐压强度为 37(T400MPa。
[0022]实施例4
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将65~75wt%的蓝晶石和25~35wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料56~64h，在25~35Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在122(Tl270°C条件下保温4~6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0023]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为320~350MPa。
[0024]实施例5 一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将65~75wt%的蓝晶石和25~35wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为1: (0.03~0.04)混合均匀，睏料56~64h，在25~35Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在127(Tl320°C条件下保温3飞h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0025]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为 37(T400MPa。
[0026]实施例6
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将65~75wt%的蓝晶石和25~35wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料56~64h，在25~35Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在132(Tl370°C条件下保温2~4h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0027]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为320~350MPa。
[0028]实施例7
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将7(T80wt%的蓝晶石和2(T30wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料64~72h，在30~40Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在122(Tl270°C条件下保温4~6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0029]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为320~350MPa。
[0030]实施例8
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将7(T80wt%的蓝晶石和2(T30wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为I: (0.03~0.04)混合均匀，睏料64~72h，在30~40Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在127(Tl320°C条件下保温3飞h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0031]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3,耐压强度为350~380MPa。
[0032]实施例9
一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法。将7(T80wt%的蓝晶石和2(T30wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为1: (0.03~0.04)混合均匀，睏料64~72h，在30~40Mpa条件下机压成型；然后在100~120。。条件下干燥12~24h，在132(Tl370°C条件下保温2~4h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
[0033]本实施例合成的堇青石-莫来石复合材料经检测:体积密度为2.0-2.2g/m3，耐压强度为350~380MPa。
[0034]采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果:
由于本发明所采用的原料为天然矿石一蓝晶石和滑石，并且二者储量充足价格低，故所得制品成本低；由于本发明所采用的原料杂质相少，所得制品的纯度高；由于本发明采用合理的烧成制度原位合成，所得制品的体积密度为1.扩2.2g/m3，耐压强度为32(T450MPa，故体积密度较大，耐压强度高。
[0035]因此，本发明具有成本低、烧成温度低和转化率高的特点，所合成的堇青石-莫来石复合材料杂质相少、体积密度较大和耐压强度高。
【权利要求】
1.一种用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法，其特征在于将60-80wt%的蓝晶石和2(T40wt%的滑石装入球磨罐中，球磨3~5h，过180目筛，得到混合料；将混合料和蒸馏水按质量比为1: (0.03、.04)混合均匀，睏料48~72h，机压成型；然后在100-l20°C条件下干燥12~24h，在1220-l370°C条件下保温2-6h，随炉冷却，即得堇青石-莫来石复合材料。
2.根据权利要求1所述的用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法，其特征在于所述蓝晶石的主要化学成分是=Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥3wt%,Fe2O3 含量≤ 1.5wt%.
3.根据权利要求1所述的用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法，其特征在于所述滑石的主要化学成分是=MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量≤lwt%。
4.根据权利要求1所述的用蓝晶石合成堇青石-莫来石复合材料的方法，其特征在于所述机压成型的成型压力为20-40Mpa。
【文档编号】C04B35/622GK103896605SQ201410070813
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】王玺堂, 秦梦黎, 王周福, 马研, 刘浩 申请人:武汉科技大学