基于锆英石包覆二氧化锆粉体的锆英石/氧化锆复相材料及其制备方法与流程

文档序号:11294375阅读:341来源:国知局
本发明涉及一种基于锆英石包覆二氧化锆粉体的锆英石/氧化锆复相材料及其制备方法,属于耐火材料技术领域。

背景技术:
致密锆英石砖作为耐火材料的优势在于它优异的高温物理性能,如低热膨胀系数、低热导率和良好的抗侵蚀性,能够抗玻璃、熔渣和液态金属合金的侵蚀。致密锆英石砖作为无碱玻璃纤维池窑的关键内衬材料,用作熔化池和澄清池的池壁背衬砖、池底铺面砖和亚层砖,主通路和作业通路的壁砖、底砖,流槽砖和拉丝砖等。无碱玻璃液对其侵蚀的主要机制为玻璃液对砖体表面的冲刷,通过开口气孔引起玻璃液向砖体内部扩散与渗透,使结构疏松,砖体表面与内部结合力减弱,加上玻璃液的冲刷作用,外层砖体缓慢溶解。因而,降低气孔率有利于材料抗侵蚀性的提高。致密锆英石砖的缺点在于,随着使用温度的提高,致密锆英石砖的抗侵蚀性能下降,因此其使用温度最好在1370℃以下。此外,为了使锆英石砖烧结致密,通常使用较高的温度烧结或加入少量助烧剂,但这两种方法均易引起锆英石的分解,造成结构疏松,并会产生一部分方英石相,会降低其抗玻璃侵蚀性。锆质耐火材料有着良好的抗高温熔体的侵蚀性,使之在无碱玻璃熔窑中作为接触玻璃液的内衬材料被广泛采用。氧化锆含量为85~95%的高氧化锆电熔耐火材料具有更好的耐蚀性,对玻璃料液污染性低,尤其适用于低碱和无碱玻璃熔窑。烧结氧化锆耐火材料通常进行全部或部分稳定处理,添加Y2O3、MgO、CaO等稳定剂来防止其因体积过度变化而崩裂。然而,这种含有稳定剂的高氧化锆烧结耐火材料使用在玻璃窑炉上时,稳定剂会溶解于玻璃液中,稳定氧化锆又变为非稳定氧化锆,导致组织脆弱,同时稳定剂与玻璃液结合,可能引发玻璃内出现砂砾、结石等缺陷。另外,氧化锆原料价格高,生产高纯氧化锆材料将显著地增加成本。结合锆英石和氧化锆的特性,锆英石/氧化锆复相材料研究和应用受到关注,根据其化学组成,抗侵蚀性优于锆英石材料。但是,由于引入氧化锆后,氧化锆与锆英石两相间的烧结性较差,致使复相材料的气孔率较高,影响了复相材料抗玻璃侵蚀性能的提高。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种基于锆英石包覆二氧化锆粉体的锆英石/氧化锆复相材料,解决了现有工艺中存在的锆英石/氧化锆复相材料烧结致密化困难的问题,改善锆英石/氧化锆复相材料的烧结性能,降低复相材料的气孔率;本发明同时提供其制备方法。本发明所述的基于锆英石包覆二氧化锆粉体的锆英石/氧化锆复相材料,由锆英石细粉、锆英石包覆二氧化锆细粉和烧结助剂制成。其中:所述的锆英石细粉占70-97wt%,锆英石包覆二氧化锆细粉占3-30wt%;以锆英石细粉和锆英石包覆二氧化锆细粉总量100%计,外加烧结助剂0.2-1.0wt%。所述的锆英石包覆二氧化锆细粉中的锆英石含量为包覆粉体的1-20wt%。所述的锆英石细粉的平均粒径为1-10μm,锆英石包覆二氧化锆细粉的平均粒径为0.1-5μm,烧结助剂的平均粒径为0.5μm。所述的烧结助剂为二氧化钛。所述的锆英石包覆二氧化锆细粉的制备方法包括以下步骤:(1)制备二氧化锆悬浮液:将分散剂溶解于水中,调节其pH值在3-5之间,然后加入二氧化锆粉体,球磨后得到稳定悬浮的二氧化锆悬浮液;(2)制备二氧化硅包覆二氧化锆粉体:搅拌二氧化锆悬浮液,向二...
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