一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法.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CN107382364A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710526759.7(22)申请日2017.06.30(71)申请人长兴泓矿炉料有限公司地址313117浙江省湖州市长兴县煤山镇西川村(72)发明人佘建锋(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏(51)Int.Cl.C04B38/06(2006.01)C04B35/66(2006.01)C04B35/567(2006.01)C04B41/85(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及了一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法，以碳化硅粉和造孔剂为原料成型生坯，高温生成碳化硅烧结体，并在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层。造孔剂保证了碳化硅系耐火材料的较高的气孔率，增加了材料的抗热震性，减轻了材料重量，节省了原料成本。硅膜层能够有效隔绝其内部材料与外界氧气接触，因此显著提高了碳化硅耐火材料的抗氧化性能，材料是否致密并不影响材料的稳定性和使用寿命。所用镀膜方法已经是工艺非常成熟的常用镀膜技术，工艺稳定，控制简单，调控镀膜的厚度、密度或者镀膜材料都非常方便，有利于工业生产应用。CN107382364ACN107382364A权利要求书1/1页1.一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于：以95-99wt%份碳化硅粉和1-5wt%造孔剂为原料成型生坯，高温生成碳化硅烧结体，在碳化硅烧结体表面包裹了一层致密硅膜层。2.如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的氮化硅系耐火材料由80-95wt%碳化硅、0.5-10wt%游离硅、0-5wt%游离碳、气孔和少量杂质组成。3.如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的硅膜层厚度在2-20μm。4.如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的造孔剂为生物质基造孔剂。5.如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的造孔剂为稻壳粉末。6.如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料，其特征在于，所述的烧结温度为2000-2050℃。7.一种如权利要求1所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，以碳化硅粉和造孔剂为原料成型生坯，高温生成碳化硅烧结体，采用物理气相沉积法，在镀膜机中沉积硅膜层。8.如权利要求7所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，所述的物理气相沉积法包括真空蒸镀、溅射镀膜、等离子体镀膜和离子镀。9.如权利要求7所述的轻量低损耗碳化硅系耐火材料的制备方法，其特征在于，所述的镀膜机为真空离子镀膜机，利用电子束蒸发磁控溅射，或多弧蒸发离化技术沉积硅膜层。2CN107382364A说明书1/2页一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及本发明涉及碳化硅系耐火材料，尤其涉及一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法。背景技术[0002]SiC系耐火材料是人们早已知晓的一种优质耐火材料。具有强度高、导热系数大、抗震性好、耐磨损、抗侵蚀等优良高温性能，在冶金等工业部门有许多用途。尤其碳化硅还是极好的脱氧剂，用它可以加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。但是碳化硅的主要晶相是SiC，易氧化，为解决这个问题，人们采用了各种手段使碳化硅系耐火材料更加致密，减少材料内部与氧气接触的面积。[0003]为了消除以上问题，人们还使用高强度且耐热性、耐氧化性及热传导性优良的含有Si作为金属Si相的含Si材料，如渗硅碳化硅耐火材料。即在重结晶碳化硅R-SiC的基础上进行液相或气相渗硅，R-SiC的气孔由游离硅填充，生成更加致密的渗硅碳化硅材料，不利于氧化发生，性能更加优良。但是降低气孔率，提高致密度会降低材料的抗热震系数，为保证优良的抗热震系数，传统的耐火材料一般都会保持20%左右的气孔率。[0004]申请号为93112548.0的中国专利公开了一种高致密、低气孔率氮化硅-碳化硅－氧化物系统耐火材料，他通过添加氧化铝和氧化钇来结合SiC耐火材料，在致密度不降低的情况下提高了材料的抗热震系数，但是材料中氧化物的添加量在3-25wt%，而超过3%的氧化物添加量会使材料存在结合部的玻璃相增加，作为耐火材料必要的抗蠕变性降低，寿命缩短等一系列问题。发明内容[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料及其制备方法。[0006]本发明的具体技术方案为：一种轻量低损耗碳化硅系耐火材料，以95-99wt%份碳化硅粉和1-5wt%造孔剂为原料成型生坯，高温生成碳化硅烧结体，在碳化硅烧结