一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料及其制作方法
【專利摘要】一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料及其制作方法，涉及一種陶瓷材料及其制作方法，氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料化學(xué)組成（W）為：（Al2O3.Cr2O3?）≥40%；ZrN≥6%；TiN≥8%；ALN≥40%；Fe2O3≤1.68%。首先將原料鉻剛玉粉碎，然后進(jìn)行除鐵磁選分篩、混料混料后困25分鐘再壓制成型，再將制品預(yù)氮化、機(jī)加工后送入高溫窯富氧至1450℃燒制后，停止富氧操作，再通入氨氣，通過氮化反應(yīng)（邊氮化邊燒結(jié)）產(chǎn)生高溫至1950-2000℃，反應(yīng)終止即可。本材料及型材應(yīng)用在高溫耐磨瓷管、玻璃窯爐、重金屬熔池、油田熱風(fēng)爐、鋼包底吹爐、電力、航空等多種高溫狀態(tài)下，可極大地提高其使用壽命。
【專利說明】一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫陶瓷材料及其制作方法，特別是涉及一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)陶瓷、電力、航空、重金屬冶煉、鋼包底吹爐、石油熱風(fēng)爐等這些工藝所采用的高溫材料，綜合性能較差，抗氧化性能差，耐火度低。都是選材不當(dāng)直接影響使用壽命，氣孔過高，抗熱震性能差，耐腐蝕性能差，抗FeO渣性能差，直接影響企業(yè)效益，還極大的浪費(fèi)了資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料及其制作方法，該材料由(Al2O3Cr2O3)共熔體(合金冶煉廢渣)和ZrO2，鈦剛玉(TiO2.AL2O3)、稀土元素、氧化鋁粉及石墨組成，經(jīng)工藝賽隆技術(shù)提高其耐火度、抗侵蝕性、抗熱震性能、抗氧化性能，應(yīng)用于高溫瓷管及磚等型材可抗FeO渣，提高綜合性能。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料，所述氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料其化學(xué)組成(W)
為:
Al2O3.Cr2O3 ≥40% ；ZrN ≥6% ；
TiN ≥ 8% ALN ≥ 40%; F2O3 ≤1.68% ；
(Al2O3.Cr2O3)的共體原料是合金冶煉廢渣，ZrO2采用穩(wěn)定氧化鉻，鈦剛玉做穩(wěn)定劑、稀土元素和氧化鋁微粉做助燒劑結(jié)燒一起而成。
[0005]一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料制作方法，所述方法包括以下制作過程:將原料鉻剛玉進(jìn)行粉碎至最大顆粒不超過5毫米粒徑，然后進(jìn)行除鐵磁選分篩，將0.5— 5毫米粒徑送入混料機(jī)與氧化鋯、鈦剛玉(TiO2.AL2O3)、稀土元素、氧化鋁粉和石墨；結(jié)合劑混料，將小于0.5mm顆粒磨碎至-320目，經(jīng)磁選除鐵后一并與氧化鋯、鈦剛玉、稀土元素和石墨、結(jié)合劑混料后困25分鐘再壓制成型，再將制品預(yù)氮化、機(jī)加工后送入高溫窯富氧至1450°C燒制后，停止富氧操作，再通入氨氣，通過氮化反應(yīng)，邊氮化邊燒結(jié)，產(chǎn)生高溫至195020000C，反應(yīng)即可，使氧化物共熔體充分地轉(zhuǎn)化為氮化物，使主體材料(Al2O3.Cr2O3)共熔體成為氮化物結(jié)合的復(fù)合陶瓷材料。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1.本發(fā)明(Al2O3.(；203)共熔體采用合金冶煉廢渣為主體原料，其特點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)小，成本低，解決廢渣污染，節(jié)省資源；Zp2采用穩(wěn)定氧化鋯；鈦剛玉(TiO2.AL2O3)用合金冶煉廢渣，成本低,解決廢渣污染,節(jié)省資源。
[0007]2.本發(fā)明采用先進(jìn)的賽隆技術(shù)生產(chǎn)陶瓷。將(TiO2.AL2O3)共熔體通過鈦剛玉做穩(wěn)定劑、稀土元素和氧化鋁微粉做助燒劑，在富氧高溫條件下至1450°C燒結(jié)在一起，停止富氧操作，再通入氨氣，通過氮化反應(yīng)(邊氮化邊燒結(jié))產(chǎn)生高溫的作用下，使四種氧化物充分地轉(zhuǎn)化為氮化物，使(Al2O3.CrfO3)共熔體成為氮化物結(jié)合的復(fù)合陶瓷材料；通過賽隆技術(shù)大大地提高了其材料的耐火度、抗熱震穩(wěn)定性能、抗氧化性能。
[0008]3.本發(fā)明(Al2(VCrfO3)共熔體為合金冶煉廢渣主體原料，符合國家“資源綜合利用”產(chǎn)業(yè)政策，解決了廢渣利用的問題(+6價(jià)Cr )。
[0009]4.本發(fā)明添加的Z/)2原料，最終轉(zhuǎn)換成ZrN高熔點(diǎn)氮化物；氧化鋁部分轉(zhuǎn)換成高熔點(diǎn)氮化物ALN，鈦剛玉部分轉(zhuǎn)換成高熔點(diǎn)陶瓷材料TiN，在陶瓷材料中形成一種相對多孔的微觀結(jié)構(gòu)，即提高了耐火度，又改善材料的抗熱震性能。
[0010]5.本發(fā)明采用賽隆技術(shù)陶瓷生產(chǎn)工藝研發(fā)出了氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料和磚，提高了工業(yè)高溫陶瓷材料的使用壽命(30—40個(gè)月)，解決了耐火材料的核心難題，擴(kuò)大了陶瓷材料的使用范圍，增加了企業(yè)效益，減少了每次停產(chǎn)所造成的環(huán)境污染，降低了經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也降低了停產(chǎn)所造成的能源的浪費(fèi)。解決了工業(yè)廢渣污染排放的問題(+6價(jià)Cr)，節(jié)省了資源，充分地利用空氣中的氮?dú)?、氧氣為燃料，又?jié)省了能源。大大地做到了節(jié)能減排的功效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為木發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0013]本發(fā)明氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料由(Al2O3.Cr2O3 )(合金冶煉廢渣)和ZrO2、鈦剛玉、稀土元素、氧化鋁粉和石墨而組成，制成耐火磚等型材可提高耐火度、抗侵蝕性，抗熱震性能、抗氧化性能和抗Fe`O渣性能。
[0014]其化學(xué)組成(W)為:(氧化鋁.氧化鉻)(Al2O3 -Cr2O3)≤40%;氮化鋯ZrN≤6%;氮化鈦TiN≤8%;氮化鋁ALN≤40%;三氧化二鐵Fe2O3 ( 1.68% ;本發(fā)明與現(xiàn)有同類材料t匕，原料顯微結(jié)構(gòu)與其不同。
[0015]本發(fā)明制作方法:(Al2O3.Cr2O3)采用合金冶煉廢渣共熔體原料，ZrO2采用穩(wěn)定氧化鋯，鈦剛玉(TiO2.AL2O3)(合金冶煉廢渣)做抑制劑；稀土元素和氧化鋁微粉做助燒劑。
[0016]再采用先進(jìn)的賽隆技術(shù)(吸熱反應(yīng))生產(chǎn)陶瓷，將(Al2O3 -Cr2O3)共熔體和通過鈦剛玉(Ti02.AL203)做穩(wěn)定劑；稀土元素和氧化鋁微粉做助燒劑?；炝蠅褐瞥尚?，預(yù)氮化、機(jī)加工，在富氧高溫條件下至1450°C燒結(jié)在一起，停止富氧操作，再通入氨氣，通過氮化反應(yīng)(邊氮化邊燒結(jié))產(chǎn)生高溫的作用下使用四種氧化物共溶體充分地轉(zhuǎn)換為氮化物，從而使材料的力學(xué)性能提高抗熱震穩(wěn)定性也得以體現(xiàn)。
[0017](Al2O3.Cr2O3)共熔體原料，解決了廢渣利用的問題。
[0018]表1所列三種透氣磚分析比較:
表1
【權(quán)利要求】
1.一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料，其特征在于，所述氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料其化學(xué)組成(W)為:
Al2O3.Cr2O3 ≥ 40% ；ZrN ≥ 6% ；
TiN ≥8% ALN ≥ 40%; F2O3 ≤ 1.68% ； (Al2O3.Cr2O3)的共體原料是合金冶煉廢渣，ZrO2采用穩(wěn)定氧化鉻，鈦剛玉做穩(wěn)定劑、稀土元素和氧化鋁微粉做助燒劑結(jié)燒一起而成。
2.一種氮化鋁鉻鋯質(zhì)復(fù)合陶瓷材料制作方法，其特征在于，所述方法包括以下制作過程:將原料鉻剛玉進(jìn)行粉碎至最大顆粒不超過5毫米粒徑，然后進(jìn)行除鐵磁選分篩，將，0.5—5毫米粒徑送入混料機(jī)與氧化鋯、鈦剛玉(TiO2.AL2O3)、稀土元素、氧化鋁粉和石墨；結(jié)合劑混料，將小于0.5mm顆粒磨碎至-320目，經(jīng)磁選除鐵后一并與氧化鋯、鈦剛玉、稀土元素和石墨、結(jié)合劑混料后困25分鐘再壓制成型，再將制品預(yù)氮化、機(jī)加工后送入高溫窯富氧至1450°C燒制后，停止富氧操作，再通入氨氣，通過氮化反應(yīng)，邊氮化邊燒結(jié)，產(chǎn)生高溫至195020000C，反應(yīng)即可，使氧化物共熔體充分地轉(zhuǎn)化為氮化物，使主體材料(Al2O3.Cr2O3)共熔體成為氮化物結(jié)合的復(fù)合陶 瓷材料。
【文檔編號】C04B35/622GK103864432SQ201410090355
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】趙大興 申請人:趙大興