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2021
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一種耐火材料的制備方法與流程
本發(fā)明涉及一種耐火材料的制備方法,屬于耐火材料制備技術(shù)領(lǐng)域。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的形勢(shì)下,要制備耐高溫、耐腐蝕、高性能、高效益的新材料,先要解決制備過程中所需的耐火材料。然而,具有高熔點(diǎn)、良好化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異高溫性能的氧化物材料很少。隨著鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展和電子元器件性能的不斷提高,耐火材料的應(yīng)用越來越多,其中冶金行業(yè)的使用量較大,電子行業(yè)比較具特色。冶金行業(yè)耐火材料以鑄造用鋯英砂為主,水口基本采用穩(wěn)定產(chǎn)品。電子工業(yè)用耐火材料利用材料的化學(xué)穩(wěn)定性和相變?cè)鲰g機(jī)理。
目前耐火材料的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是:一、分級(jí)配料、干混、壓制成型、烘干、燒制。所需壓力高,對(duì)設(shè)備和模具造成很大損壞。半成品容易造成脫模損傷,燒制合格率低。此外,燒制溫度相對(duì)較高。其次,采用原料微粉,經(jīng)一對(duì)輥噴涂或造粒,壓制成型,然后燒制。噴霧造粒得到的球形顆粒強(qiáng)度低。采用雙輥造粒,所得顆粒在造粒過程中容易破碎,收率低;而且成品結(jié)構(gòu)致密性差,氣孔多,晶粒分布不均勻。一般來說,耐火材料由于熔點(diǎn)高,很難燒結(jié),燒成溫度應(yīng)在1700以上。燒成溫度消耗大量能量,燒成溫度范圍窄,容易造成產(chǎn)品開裂變形。此外,致密部分存在大量氣孔,導(dǎo)致熱震穩(wěn)定性差,使用過程中容易出現(xiàn)爆炸、開裂、脫溶等現(xiàn)象。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,針對(duì)耐火材料制備過程中產(chǎn)品容易開裂變形,致密部位存在大量氣孔,熱震穩(wěn)定性差,使用過程中容易開裂、開裂、脫溶的缺陷, 本發(fā)明提供了一種改性活性炭的制備方法,取活性炭和硫酸溶液保溫,超聲振蕩制備改性活性炭,與氯氧化鋯等攪拌反應(yīng),冷藏,第二次靜置過濾,加入二氧化鈦、氧化硼等混合球磨,然后球磨。 該方法制備步驟簡(jiǎn)單,原料易燒結(jié),能耗低,所得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密性和熱震穩(wěn)定性好,無(wú)開裂和變形現(xiàn)象,使用過程中無(wú)開裂、開裂和脫溶現(xiàn)象。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
(1)按照1:3的固液比,取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%的活性炭和硫酸溶液放入容器中,然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為活性炭1.2-1.6%的二丁基對(duì)苯二磺酸鈉,然后將容器加熱至55-60,保溫1-2h,自然冷卻至室溫,放入設(shè)定頻率為48-53khz的超聲波振蕩器中振蕩45分鐘。
(2)將33-36重量份的改性活性炭、22-25重量份的氯氧化鋯、35-42重量份的乙二醇、9-13重量份的壬二酸二甲酯、6-8重量份的尿素和2-4重量份的氧化鋰放入高壓反應(yīng)釜中,用氮?dú)獗Wo(hù),升壓至2-3兆帕,加熱。
(3)上述反應(yīng)結(jié)束后,減壓至標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,自然冷卻至70 ~ 80,趁熱出料,將出料置于冷庫(kù)中,0 ~ 5靜置10 ~ 15分鐘,然后自然加熱至室溫,過濾,濾渣用蒸餾水洗滌至中性,將洗滌后的濾渣以質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%浸泡。
(4)將56-63重量份的耐火基材、18-22重量份的二氧化鈦、11-13重量份的氧化硼、7-9重量份的水、5-7重量份的氧化鐵和2-4重量份的木質(zhì)素磺酸鈣放入球磨機(jī)中球磨混合20-30分鐘,然后放入模具中壓制成型,得到坯料;
(5)將得到的坯料放入干燥箱中,在100-115下干燥8-10小時(shí),然后放入煅燒爐中,用氮?dú)獗Wo(hù),溫度設(shè)定在1100-1300,保溫?zé)Y(jié)3-5小時(shí),然后隨爐冷卻至室溫,得到耐火材料。
本發(fā)明制備的耐火材料的表觀孔隙率、密度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、斷裂韌性和耐火度分別為18.5-22.3%、4.23-4.31克/立方米、308-342兆帕、258-288兆帕、2.5-2.8兆帕。
1000和825下的導(dǎo)熱系數(shù)為3.70 ~ 3.72 w/mk,抗熱震性為1000,水冷18 ~ 20次。
與其他方法相比,本發(fā)明有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單,原料易燒結(jié),能耗小,所得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密性好,不開裂不變形;(2)熱震穩(wěn)定性好,使用過程中無(wú)爆炸、開裂、脫溶現(xiàn)象。
耐火材料
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