一种功能烧结刚玉的原料及其生产方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108585882A(43)申请公布日2018.09.28(21)申请号201810458723.4(22)申请日2018.05.15(71)申请人李明建地址451200河南省郑州市巩义市北山口镇北山口村顺祥街21号(72)发明人李明建宋继昌(74)专利代理机构郑州隆盛专利代理事务所(普通合伙)41143代理人王年年(51)Int.Cl.C04B35/599(2006.01)C04B35/626(2006.01)C04B35/66(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种功能烧结刚玉的原料及其生产方法(57)摘要本发明涉及耐火材料生产领域内，一种单质Si、Al均匀分布于Al2O3晶格之间的功能烧结刚玉原料的生产，该原料可采用如ZL201310509414.2或ZL201310509406.8中方法预埋可燃管做氮化模具的方案，实现无氮化炉下施工体的Sialon化；该功能烧结刚玉原料是用过量的金属Al粉还原研磨级矾土或煅烧高岭土中的SiO2、Fe2O3和TiO2，该功能烧结刚玉中Si全部来源于此还原反应，而Al全部来源于还原铝的过量部分，还原产物中Ti、Fe均匀分布于刚玉晶格中，成为Sialon形成的催化剂；目标产物的Si、Al质量比为（3-4）：1，Si和Al的质量之和占功能烧结刚玉总质量的8-12wt%，Fe含量<1wt%，Ti含量为2-4wt%，Al2O3含量为75-90wt%，功能烧结刚玉体积密度为2.8-3.2g/cm3。功能烧结刚玉原料的生产与应用会加快人类应用普及赛隆材料的步伐。CN108585882ACN108585882A权利要求书1/1页1.一种功能烧结刚玉的原料，其特征在于：用过量的金属Al粉还原研磨级矾土和/或煅烧高岭土中的SiO2、Fe2O3和TiO2，该功能烧结刚玉的原料中：Si、Al的质量比为（3-4）：1，Si和Al的质量之和占功能烧结刚玉总质量的8-12wt%，Fe含量<1wt%，Ti含量为2-4wt%，Al2O3含量为75-90wt%，体积密度为2.8-3.2g/cm3。2.一种根据权利要求1所述的功能烧结刚玉原料的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：A：原料研磨将研磨级矾土和煅烧高岭土分别研磨至300-600目备用，检测研磨级矾土和或煅烧高岭土中SiO2、Fe2O3和TiO2的量，加入Al粉，Al粉的质量依据功能烧结刚玉中Si、Al之量根据质量守恒定律算得，使目标产物中Si、Al的质量比为（3-4）：1，Si和Al的质量之和占功能烧结刚玉总质量的8-12wt%；将研磨级矾土粉/煅烧高岭土粉和Al粉加入内有刚玉球的球磨机中进行干磨，干磨2h后放料；B：湿辗将步骤A中得到的混合粉料加入湿辗机或强制式搅拌机，向混合粉料中加入稀酚醛树脂湿混5-10min，稀酚醛树脂的加入量为混合粉料质量的4-6%；C：压坯将步骤B中的湿混料在100-150MPa下压坯，得到的坯体装入隧道窑车或入倒焰窑中，以30-50℃/h的升温速率对坯体焙烧，烧至1500-1550℃，保温2-8h后进行冷却，对冷却后的坯体进行破碎、磨粉。3.根据权利要求2所述的一种功能烧结刚玉原料的生产方法，其特征在于：步骤A中研磨级矾土中Al2O3含量>80wt%，Fe2O3含量<1.5wt%，TiO2含量为2-4wt%。4.根据权利要求2所述的一种功能烧结刚玉原料的生产方法，其特征在于：步骤A中煅烧高岭土中Al2O3含量>45wt%，Al2O3+SiO2≥98wt%，Fe2O3<1.0wt%，TiO2=2-3wt%，体积密度为2.1-2.35g/cm3。5.根据权利要求2所述的一种功能烧结刚玉原料的生产方法，其特征在于：所述步骤B中稀酚醛树脂由酚醛树脂和乙二醇组成，所述酚醛树脂和乙二醇的质量比例为1：（3-4）。2CN108585882A说明书1/5页一种功能烧结刚玉的原料及其生产方法技术领域[0001]本发明涉及耐火原料生产领域，尤其涉及一种功能烧结刚玉的原料及其生产方法。背景技术[0002]1970年，人类在Si3N4与Al2O3热压成型的过程中，发现Al2O3可固溶入Si3N4晶格中达60-70％，形成含Si-Al-O-N的固溶体，把四个元素符号罗列SIALON或sialon来表示这种固溶体，读作：“赛隆”，随后人们逐渐发现sialon材料有非常优良的热震稳定性，和人类已发现的热稳定性最好的堇青石、熔融石英、锂辉石和钛酸铝的膨胀系数相接近，只有(2-3)*10-6/k；它的熔点高到几乎无熔点，在2200-2300摄氏度下仍能稳定存在，有非常优良的抵抗溶渣侵蚀性能，抗碱侵蚀性也非常优秀，其机械强度比普通材料高两个数量级。经研究后，耐材专家认为s