多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料及其制備方法。其技術(shù)方案是：以60～70wt%的白云石粉、25～28wt%的硅石粉和5～15wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5～8wt%的紙漿廢液，攪拌均勻，機(jī)械壓制成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥16～24小時(shí)，在1300～1450℃條件下保溫3～8小時(shí)，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。其中：白云石粉、硅石粉和菱鎂礦粉的粒徑均小于88μm；機(jī)械壓制成型的壓力為30～100MPa。本發(fā)明具有環(huán)境友好、雙物相組成且物相組成可控、氣孔尺寸可控和體積可控的特點(diǎn)，所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料顯氣孔率高、強(qiáng)度高和高溫性能好，能作為保溫材料使用在低于1400℃的工作環(huán)境中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于多孔陶瓷材料【技術(shù)領(lǐng)域】。尤其涉及一種多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合 陶瓷材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隔熱耐火材料是高溫工業(yè)窯爐的主要爐襯材料，其生產(chǎn)成本和性能制約著高溫工 業(yè)的發(fā)展。隔熱耐火材料多采用輕質(zhì)、多孔的硅酸鋁質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)和剛玉質(zhì)等隔熱材料，這 些材料多通過(guò)化學(xué)法、加入可燃物法、發(fā)泡法或吹真空法來(lái)制得，一方面這些生產(chǎn)工藝相對(duì) 復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程中可燃物的燃燒產(chǎn)生的廢棄物會(huì)造成環(huán)境污染；另一方面，這些材料原料日 益緊張，制約了其使用。因此，研究生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、強(qiáng)度高和保溫性能好的高效隔 熱耐火材料對(duì)于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源、實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[0003] 鎂橄欖石是一種硅酸鹽礦物，其理論組成為2Mg0*Si02。鎂橄欖具有較高的熔點(diǎn)、 較高的荷重軟化溫度等優(yōu)點(diǎn)，使得多孔鎂橄欖石陶瓷具有較好的高溫性能。目前多孔鎂橄 欖石陶瓷材料的發(fā)展已受到關(guān)注，如文獻(xiàn)技術(shù)(周亮，天然鎂橄欖石制備型隔熱材料，武漢 科技大學(xué)，碩士學(xué)位論文，2011年）采用熔鹽法制備了鎂橄欖石質(zhì)隔熱材料；又如文獻(xiàn)技術(shù) (胡麗敏，原位分解制備高強(qiáng)度輕質(zhì)鎂橄欖石材料，耐火材料，2005, 39 :283-285)以菱鎂礦、 粉石英和二氧化硅為原料制備了輕質(zhì)鎂橄欖石材料。但所制備的鎂橄欖石材料具有相對(duì)較 高的導(dǎo)熱系數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)境友好、雙物相組成且物相組成可控、氣孔尺寸可控 和體積可控的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，用該方法制備的多孔鎂 橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料顯氣孔率高、強(qiáng)度高和高溫性能好，能作為保溫材料使用 在低于1400°C的工作環(huán)境中。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：以6(T70wt%的白云石粉、25?28wt% 的硅石粉和5~15wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5~8wt%的紙漿廢液，攪拌均 勻，機(jī)械壓制成型；再將成型后的坯體在ll〇°C條件下干燥16~24小時(shí)，然后在130(n450°C 條件下保溫:Γ8小時(shí)，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。
[0006] 上述技術(shù)方案中：所述白云石粉的粒徑小于88Mm ;所述硅石粉的粒徑小于88Mm ; 所述菱鎂礦粉的粒徑小于88Mm ;所述的機(jī)械壓制成型的壓力為3(Tl00MPa。
[0007] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用白云石和菱鎂礦自身分解原位產(chǎn)生貫通狀氣 孔，避免了因添加造孔劑形成co 2所造成的二次污染，有利于環(huán)境保護(hù)；分解后的原料原位 反應(yīng)生成鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石，形成了鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石分布均勻的多孔鎂橄欖石和鎂 黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料，具有良好的高溫性能。同時(shí)，還具有物相組成可控、顯氣孔率可控和 氣孔尺寸可控的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 本發(fā)明所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料：主要物相為分布均勻的 鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石，氣孔尺寸小；顯氣孔率為35飛5% ;體積密度為1. 58?2. 06g/cm3 ;常溫 耐壓強(qiáng)度為25?70MP。
[0009] 因此，本發(fā)明具有環(huán)境友好、雙物相組成且物相組成可控、氣孔尺寸可控和體積可 控的特點(diǎn)，所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料顯氣孔率高、強(qiáng)度高和高溫性 能好，能作為保溫材料使用在低于1400°C的工作環(huán)境中。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制。
[0011] 本【具體實(shí)施方式】中：白云石粉和菱鎂礦粉的粒徑均小于88Mffl。以下實(shí)施例中不再 贅述。
[0012] 實(shí)施例1 一種多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料及其制備方法。以6(T65wt%的白云石粉、 25?27wt%的硅石粉和KTl5wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5?8wt%的紙漿廢 液，攪拌均勻，機(jī)械壓制成型；再將成型后的坯體在ll〇°C條件下干燥16~24小時(shí)，然后在 125(T140(TC條件下保溫:Γ5小時(shí)，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。
[0013] 其中：機(jī)械壓制成型的壓力為3(T80MPa ;硅石粉的粒徑小于44Mm。
[0014] 本實(shí)施例所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料：主要物相為分布均勻 的鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石；顯氣孔率為44飛5% ;體積密度為1. 58?1. 80g/cm3 ;常溫耐壓強(qiáng)度 為 25?45MPa。
[0015] 實(shí)施例2 一種多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料及其制備方法。以65~70wt%的白云石 粉、25?28wt%的硅石粉和5?10wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5?8wt%的紙漿 廢液，攪拌均勻，機(jī)械壓制成型；再將成型后的坯體在ll〇°C條件下干燥16~24小時(shí)，然后在 130(n450°C條件下保溫4~8小時(shí)，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。
[0016] 其中：機(jī)械壓制成型的壓力為5(Tl00MPa ;硅石粉的粒徑小于88Mm。
[0017] 本實(shí)施例所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料：主要物相為分布均勻 的鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石；顯氣孔率為35~45% ;體積密度為1. 66~2. 06g/cm3 ;常溫耐壓強(qiáng)度 為 40?70MPa。
[0018] 本【具體實(shí)施方式】利用白云石和菱鎂礦自身分解原位產(chǎn)生貫通狀氣孔，避免了因添 加造孔劑形成C0 2所造成的二次污染，有利于環(huán)境保護(hù)；分解后的原料原位反應(yīng)生成鎂橄欖 石和鎂黃長(zhǎng)石，形成了鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石分布均勻的多孔鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷 材料，具有良好的高溫性能。同時(shí)，還具有物相組成可控、顯氣孔率可控和氣孔尺寸可控的 優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 本【具體實(shí)施方式】所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料：主要物相為分 布均勻的鎂橄欖石和鎂黃長(zhǎng)石，氣孔尺寸??；顯氣孔率為35飛5% ;體積密度為1. 58~2. 06g/ cm3 ;常溫耐壓強(qiáng)度為25?70MP。
[0020] 因此，本【具體實(shí)施方式】具有環(huán)境友好、雙物相組成且物相組成可控、氣孔尺寸可控 和體積可控的特點(diǎn)，所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料顯氣孔率高、強(qiáng)度高 和高溫性能好，能作為保溫材料使用在低于1400°c的工作環(huán)境中。
【權(quán)利要求】
1. 一種多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，其特征在于以6(T70wt%的 白云石粉、25?28wt%的硅石粉和5?15wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5?8wt%的 紙漿廢液，攪拌均勻，機(jī)械壓制成型；再將成型后的坯體在ll〇°C條件下干燥16~24小時(shí)，然 后在130(n450°C條件下保溫:Γ8小時(shí)，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，其特征 在于所述白云石粉的粒徑小于88Mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，其特征 在于所述硅石粉的粒徑小于88Mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，其特征 在于所述菱鎂礦粉的粒徑小于88Mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料的制備方法，其特征 在于所述的機(jī)械壓制成型的壓力為3(Tl00MPa。
6. -種多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料，其特征在于所述多孔鎂橄欖石-鎂黃 長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料是根據(jù)權(quán)利要求1飛項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶 瓷材料的制備方法所制備的多孔鎂橄欖石-鎂黃長(zhǎng)石復(fù)合陶瓷材料。
【文檔編號(hào)】C04B35/04GK104140246SQ201410362125
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】鄢文, 林小麗, 陳俊峰, 李楠 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)