一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。其技術(shù)方案是：將60~80wt%的藍(lán)晶石和20~40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為1︰（0.03~0.04）混合均勻，睏料48~72h，機(jī)壓成型；然后在100~120℃條件下干燥12~24h，在1220~1370℃條件下保溫2-6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。本發(fā)明具有成本低、燒成溫度低和轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)，所合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料雜質(zhì)相少、體積密度較大和耐壓強(qiáng)度高。
【專利說明】—種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于堇青石-莫來石復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】。具體涉及一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)晶石礦是具有多種形態(tài)的無水鋁硅酸鹽礦物，屬高鋁礦物原料?；瘜W(xué)組成一般為Al2O3.SiO2或Al2SiO5,由于其膨脹效應(yīng)可以抵消某些材料的收縮，使產(chǎn)品具有高溫體積變化小、熱穩(wěn)定性好、耐抗渣和抗磨的特點(diǎn)，不需煅燒出料直接使用，能適應(yīng)快速燒成，節(jié)約能源，被廣泛應(yīng)用于冶金、陶瓷、玻璃、機(jī)械、電力和化工等領(lǐng)域。
[0003]作為二十一世紀(jì)高溫領(lǐng)域基礎(chǔ)材料之一的堇青石-莫來石復(fù)合材料是一種重要的窯具材料，具有高溫性能好、高溫機(jī)械強(qiáng)度高、抗熱震性好、荷重軟化溫度高、使用溫度高和化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于燒成軟磁(鐵氧體)和電子絕緣陶瓷的窯具、高溫陶瓷輥棒、匣缽 材料、推板材料、棚板材料和耐火磚材料等，被認(rèn)為是當(dāng)今最有發(fā)展前途的高溫抗熱震陶瓷材料之一，得到廣泛關(guān)注。
[0004]目前，一般采用天然原料或純氧化物固相燒結(jié)合成堇青石-莫來石復(fù)合材料。雷中興(雷中興，原位莫來石-堇青石復(fù)合物的物理機(jī)械性能、耐火性能和顯微結(jié)構(gòu)[J]，2007，32(3):34^37)以高嶺石、滑石、氧化鋁合成堇青石-莫來石復(fù)合材料，燒成溫度為1400°C，體積密度為1.9g/m3左右，耐壓強(qiáng)度最高為IllMPa ;馬林(馬林，呂戌生，薛娜等.堇青石-莫來石復(fù)相陶瓷制備[J]，2008，40 (6):756~758)等以滑石、蘇州土、工業(yè)氧化鋁為原料在1390°C下合成堇青石-莫來石復(fù)相陶瓷材料，樣品最大耐壓強(qiáng)度為278MPa，體積密度為2.13g/m3。
[0005]上述技術(shù)中，采用天然原料或純氧化物固相燒結(jié)合成堇青石-莫來石復(fù)合材料，雖有其優(yōu)點(diǎn)，但存在燒成溫度高、原料混合不均勻和易造成資源浪費(fèi)的缺點(diǎn)，其制品致密度不高、雜質(zhì)相較多和性能未明顯改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種合成成本低、燒成溫度低和轉(zhuǎn)化率高的用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法；用該法合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料的雜質(zhì)相少、體積密度較大和耐壓強(qiáng)度高。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:將6(T80wt%的藍(lán)晶石和2(T40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料48~72h，機(jī)壓成型；然后在10(Tl20°C條件下干燥12~24h，在122(Tl370°C條件下保溫2-6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0008]所述藍(lán)晶石的主要化學(xué)成分是=Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥3wt%, Fe2O3 含量≤1.5wt%0
[0009]所述滑石的主要化學(xué)成分是:MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量^ lwt%。
[0010]所述機(jī)壓成型的成型壓力為2(T40Mpa。
[0011]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下積極效果:
由于本發(fā)明所采用的原料為天然礦石一藍(lán)晶石和滑石，并且二者儲量充足價(jià)格低，故所得制品成本低；由于本發(fā)明所采用的原料雜質(zhì)相少，所得制品的純度高；由于本發(fā)明采用合理的燒成制度原位合成，所得制品的體積密度較大，耐壓強(qiáng)度高。
[0012]因此，本發(fā)明具有成本低、燒成溫度低和轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)，所合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料雜質(zhì)相少、體積密度較大和耐壓強(qiáng)度高。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0014]為避免重復(fù)，現(xiàn)將本【具體實(shí)施方式】所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述:
所述藍(lán)晶石的主要化學(xué)成分是:Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥ 3wt%, Fe2O3 含量≤1.5wt%0
[0015]所述滑石的 主要化學(xué)成分是:MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量≤lwt%。
[0016]實(shí)施例1
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將6(T70wt%的藍(lán)晶石和3(T40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料48~56h，在2(T30Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在122(Tl270°C條件下保溫4~6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0017]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為320~350MPa。
[0018]實(shí)施例2
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將6(T70wt%的藍(lán)晶石和3(T40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料48~56h，在2(T30Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在127(Tl320°C條件下保溫3飛h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0019]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為1.9^2.lg/m3，耐壓強(qiáng)度為420~450MPa。
[0020]實(shí)施例3
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將6(T70wt%的藍(lán)晶石和3(T40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料48~56h，在2(T30Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在132(Tl370°C條件下保溫2~4h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。[0021]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3,耐壓強(qiáng)度為 37(T400MPa。
[0022]實(shí)施例4
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將65~75wt%的藍(lán)晶石和25~35wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料56~64h，在25~35Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在122(Tl270°C條件下保溫4~6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0023]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為320~350MPa。
[0024]實(shí)施例5 一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將65~75wt%的藍(lán)晶石和25~35wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為1: (0.03~0.04)混合均勻，睏料56~64h，在25~35Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在127(Tl320°C條件下保溫3飛h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0025]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為 37(T400MPa。
[0026]實(shí)施例6
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將65~75wt%的藍(lán)晶石和25~35wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料56~64h，在25~35Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在132(Tl370°C條件下保溫2~4h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0027]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為320~350MPa。
[0028]實(shí)施例7
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將7(T80wt%的藍(lán)晶石和2(T30wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料64~72h，在30~40Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在122(Tl270°C條件下保溫4~6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0029]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為320~350MPa。
[0030]實(shí)施例8
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將7(T80wt%的藍(lán)晶石和2(T30wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為I: (0.03~0.04)混合均勻，睏料64~72h，在30~40Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在127(Tl320°C條件下保溫3飛h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0031]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3,耐壓強(qiáng)度為350~380MPa。
[0032]實(shí)施例9
一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法。將7(T80wt%的藍(lán)晶石和2(T30wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為1: (0.03~0.04)混合均勻，睏料64~72h，在30~40Mpa條件下機(jī)壓成型；然后在100~120。。條件下干燥12~24h，在132(Tl370°C條件下保溫2~4h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
[0033]本實(shí)施例合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料經(jīng)檢測:體積密度為2.0-2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為350~380MPa。
[0034]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下積極效果:
由于本發(fā)明所采用的原料為天然礦石一藍(lán)晶石和滑石，并且二者儲量充足價(jià)格低，故所得制品成本低；由于本發(fā)明所采用的原料雜質(zhì)相少，所得制品的純度高；由于本發(fā)明采用合理的燒成制度原位合成，所得制品的體積密度為1.擴(kuò)2.2g/m3，耐壓強(qiáng)度為32(T450MPa，故體積密度較大，耐壓強(qiáng)度高。
[0035]因此，本發(fā)明具有成本低、燒成溫度低和轉(zhuǎn)化率高的特點(diǎn)，所合成的堇青石-莫來石復(fù)合材料雜質(zhì)相少、體積密度較大和耐壓強(qiáng)度高。
【權(quán)利要求】
1.一種用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法，其特征在于將60-80wt%的藍(lán)晶石和2(T40wt%的滑石裝入球磨罐中，球磨3~5h，過180目篩，得到混合料；將混合料和蒸餾水按質(zhì)量比為1: (0.03、.04)混合均勻，睏料48~72h，機(jī)壓成型；然后在100-l20°C條件下干燥12~24h，在1220-l370°C條件下保溫2-6h，隨爐冷卻，即得堇青石-莫來石復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法，其特征在于所述藍(lán)晶石的主要化學(xué)成分是=Al2O3含量≥55wt%, SiO2含量≥35wt%, ZrO2含量≥3wt%,Fe2O3 含量≤ 1.5wt%.
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法，其特征在于所述滑石的主要化學(xué)成分是=MgO含量≥30wt%, SiO2含量≥60wt%, Fe2O3含量≤lwt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用藍(lán)晶石合成堇青石-莫來石復(fù)合材料的方法，其特征在于所述機(jī)壓成型的成型壓力為20-40Mpa。
【文檔編號】C04B35/622GK103896605SQ201410070813
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】王璽堂, 秦夢黎, 王周福, 馬研, 劉浩 申請人:武漢科技大學(xué)