本发明涉及一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法。
背景技术：
工业高温窑炉工作衬用耐火材料必须具有良好的致密度，采用理论密度较小的耐火原料或通过反应生成理论密度较小的耐火物相是实现其轻量化的一种有效途径。在al2o3-mgo-cao三元相图中，出现液相的温度高于1730℃，证明在该区域系统可设计出高耐火度的耐火材料，尤其是在亚系统al2o3--mgal2o4-caal4o7区域时，出现液相的温度高达（1850±10）℃，且该体系中所含矿物caal4o7（或cao·2al2o3）的真密度较小。因此，向目前广泛应用的al2o3-mgo系耐火材料中引入合理量资源丰富的廉价石灰替代部分氧化铝原料构成al2o3-mgo-cao系耐火材料，既可确保该体系耐火材料的高温性能，又可实现al2o3-mgo系耐火材料轻量化，达到降低耐火材料生产成本与促进节能减排的目的。al2o3-mgo-cao系耐火材料的主体晶相由mgal2o4（以下简称ma）、caal4o7（以下简称ca2）、caal12o19（以下简称ca6）等高熔点化合物复合而成。在这些高熔点化合物中ｍａ具有良好的耐高温、耐热震和抗熔渣侵蚀性能；ca2自身热膨胀系数低，同时在与其他高熔点、高膨胀系数材料复合时可以很好地降低复合材料的热膨胀系数，提高复合材料的热震稳定性；ca6具有非常好的抗高温、抗侵蚀、抗金属液和熔渣渗入能力，同时片状结构的ca6穿插于耐火材料基体中起到“桥联”和“增韧”作用，改善耐火材料的高温力学性能。因此，如果将ma、ca2、ca6复合搭配，可以更好地发挥三者的卓越性能，制备出性能更加优越的可用于高温炉衬或包衬的ma-ca2-ca6复合材料，在钢铁冶金、有色冶金、水泥炉窑、玻璃炉窑、石油化工、陶瓷等高温行业有着十分广阔的应用前景。
目前，对于al2o3-mgo-cao系耐火材料的相关研究主要集中在多孔材料领域，关于致密al2o3-mgo-cao系耐火材料的研究相对缺乏。这主要是因为al2o3-mgo-cao系耐火材料组成相中ma的烧结活性低，即使通过两次煅烧也难以致密，而且一般烧成温度不低于1700℃。此外，ca6相易于形成高长径比结构，垂直于c轴方向过分生长，枝晶搭桥互联形成网状多孔结构，ca6相的异常长大现象进一步抑制了al2o3-mgo-cao系耐火材料的烧结致密化行为。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法。
本发明通过下面技术方案实现：
一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法，包括如下步骤：将65-75份al2o3、10-20份mgo和15-25份caco3混合，用球磨机干混11-13h，然后放入干燥器内干燥；将干燥后的原料在37-39mpa下压制成一次试样，再将压成试样升温至1050-1150℃进行一次烧结，保温3-4h后随炉缓慢冷却至室温，将一次烧结后的试样磨细后，加入4-6份y2o3，混匀后在135-145mpa下制成二次试样，升温至1540-1560℃进行二次烧结，保温2.5-3.5h，随炉缓慢冷却至室温即得；各原料均为重量份。
优选地，所述的制备方法中，用球磨机干混12h。
优选地，所述的制备方法中，将干燥后的原料在38mpa下压制成一次试样。
优选地，所述的制备方法中，将压成试样升温至1100℃进行一次烧结，保温3.5h。
优选地，所述的制备方法中，混匀后在140mpa下制成二次试样。
优选地，所述的制备方法中，升温至1550℃进行二次烧结，保温3h。
本发明技术效果：
该方法简便、快捷、易操作，制备的掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料结构致密，冷态抗压强度增强，可大规模制备。
具体实施方式
下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。
实施例1
一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法，包括如下步骤：将70份al2o3、15份mgo和20份caco3混合，用球磨机干混12h，然后放入干燥器内干燥；将干燥后的原料在38mpa下压制成一次试样，再将压成试样升温至1100℃进行一次烧结，保温3.5h后随炉缓慢冷却至室温，将一次烧结后的试样磨细后，加入5份y2o3，混匀后在140mpa下制成二次试样，升温至1550℃进行二次烧结，保温3h，随炉缓慢冷却至室温即得；各原料均为重量份。
实施例2
一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法，包括如下步骤：将65份al2o3、10份mgo和15份caco3混合，用球磨机干混11h，然后放入干燥器内干燥；将干燥后的原料在37mpa下压制成一次试样，再将压成试样升温至1050℃进行一次烧结，保温3h后随炉缓慢冷却至室温，将一次烧结后的试样磨细后，加入4份y2o3，混匀后在135mpa下制成二次试样，升温至1540℃进行二次烧结，保温2.5h，随炉缓慢冷却至室温即得；各原料均为重量份。
实施例3
一种掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料的制备方法，包括如下步骤：将75份al2o3、20份mgo和25份caco3混合，用球磨机干混13h，然后放入干燥器内干燥；将干燥后的原料在39mpa下压制成一次试样，再将压成试样升温至1150℃进行一次烧结，保温4h后随炉缓慢冷却至室温，将一次烧结后的试样磨细后，加入6份y2o3，混匀后在145mpa下制成二次试样，升温至1560℃进行二次烧结，保温3.5h，随炉缓慢冷却至室温即得；各原料均为重量份。
该方法简便、快捷、易操作，制备的掺杂y2o3的ma-ca2-ca6复合材料结构致密，冷态抗压强度增强，可大规模制备。