本發(fā)明屬于鈦鋁酸鈣技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鈦鋁酸鈣粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
鈦鋁酸鈣是Al2O3-TiO2-CaO三元體系內(nèi)穩(wěn)定存在的物相，具有耐火度高、導(dǎo)熱系數(shù)小和耐磨性強(qiáng)等特點(diǎn)，是一種優(yōu)質(zhì)的高溫陶瓷和耐火原料。但Al2O3-TiO2-CaO三元體系中，化合物的形成受組成成分、溫度和雜質(zhì)含量等因素的影響而復(fù)雜多變，且天然的鈦鋁酸鈣礦物幾乎不存在，因而對(duì)鈦鋁酸鈣粉體的制備報(bào)道較少。
目前，針對(duì)鈦鋁酸鈣的制備有：“一種煉釩反射爐內(nèi)襯用鈦鋁酸鈣預(yù)制件及其制備方法”（CN201510469732.X）和“一種鋼包包底澆注料及其制備方法”（CN201510311418.9）；或輔以高鋁原料的“一種鈦鋁酸鈣-高鋁礬土改性耐火材料及其制備方法和應(yīng)用”（CN201510013589.3）；或引入結(jié)合劑和助燒劑（王立鋒，等.“SiO2微粉加入量對(duì)鈦鋁酸鈣燒結(jié)性能的影響”，《耐火材料》，2016，50(3)：pp195~198+203）等，經(jīng)混合成型、燒成，制得各自特點(diǎn)的成品，但未見有高純、單相的鈦鋁酸鈣制備的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單和成本低廉的鈦鋁酸鈣粉體的制備方法。用該方法所制備的鈦鋁酸鈣粉體轉(zhuǎn)化率高和燒結(jié)性能好。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是：
第一步、按熟石灰∶ρ-Al2O3微粉∶鈦白粉的質(zhì)量比為1∶(3.05~3.10)∶(3.15~3.25)，將熟石灰、ρ-Al2O3微粉和鈦白粉加入球磨機(jī)中，球磨1~2小時(shí)，得到混合粉體。
第二步、將所述混合粉體置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550~600℃，煅燒時(shí)間為0.5~1h，得到輕燒混合粉體。
第三步、按所述輕燒混合粉體∶水的質(zhì)量比為1∶（0.30~0.45），向所述輕燒混合粉體中加入水，磨細(xì)至粒度≤60μm，得到前驅(qū)體混合料。
第四步、將所述前驅(qū)體混合料加入練泥機(jī)中，真空擠泥成型，困料24~36小時(shí)；再置于高溫爐中升溫至1400~1550℃，保溫1~3小時(shí)，破碎，即得鈦鋁酸鈣粉體。
所述熟石灰的Ca(OH)2含量≥98wt%。
所述ρ-Al2O3微粉的Al2O3含量≥98wt%。
所述鈦白粉的TiO2含量≥98wt%。
所述真空的壓力≤0.02Pa。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果：
1、本發(fā)明所選用的原料普通易得，價(jià)格低廉，降低了鈦鋁酸鈣粉體的制備成本；
2、本發(fā)明無需特殊的制備設(shè)備和復(fù)雜的處理技術(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力資源，工藝簡(jiǎn)單；
3、本發(fā)明采用干濕混與輕燒相結(jié)合的技術(shù)方案，增強(qiáng)了前驅(qū)體粉體的燒結(jié)活性，提高了鈦鋁酸鈣粉體的燒結(jié)性能，進(jìn)而避免了雜質(zhì)相的形成，提高了鈦鋁酸鈣的轉(zhuǎn)化率。
本發(fā)明所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為90~95%；體積密度為3.20~3.25g/cm3。
因此，本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單和成本低廉的特點(diǎn)；所制備的鈦鋁酸鈣粉體轉(zhuǎn)化率高和燒結(jié)性能好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
本具體實(shí)施方式中：所述熟石灰的Ca(OH)2含量≥98wt%；所述ρ-Al2O3微粉的Al2O3含量≥98wt%；所述鈦白粉的TiO2含量≥98wt%；所述真空的壓力≤0.02Pa。實(shí)施例中不再贅述。
實(shí)施例1
一種鈦鋁酸鈣粉體及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的步驟是：
第一步、按熟石灰∶ρ-Al2O3微粉∶鈦白粉的質(zhì)量比為1∶(3.05~3.07)∶(3.15~3.19)，將熟石灰、ρ-Al2O3微粉和鈦白粉加入球磨機(jī)中，球磨1~2小時(shí)，得到混合粉體。
第二步、將所述混合粉體置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550~600℃，煅燒時(shí)間為0.5~1h，得到輕燒混合粉體。
第三步、按所述輕燒混合粉體∶水的質(zhì)量比為1∶（0.30~0.40），向所述輕燒混合粉體中加入水，磨細(xì)至粒度≤60μm，得到前驅(qū)體混合料。
第四步、將所述前驅(qū)體混合料加入練泥機(jī)中，真空擠泥成型，困料24~36小時(shí)；再置于高溫爐中升溫至1400~1500℃，保溫1~3小時(shí)，破碎，即得鈦鋁酸鈣粉體。
本實(shí)施例所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為90~92%；體積密度為3.20~3.22g/cm3。
實(shí)施例2
一種鈦鋁酸鈣粉體及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的步驟是：
第一步、按熟石灰∶ρ-Al2O3微粉∶鈦白粉的質(zhì)量比為1∶(3.06~3.08)∶(3.17~3.21)，將熟石灰、ρ-Al2O3微粉和鈦白粉加入球磨機(jī)中，球磨1~2小時(shí)，得到混合粉體。
第二步、將所述混合粉體置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550~600℃，煅燒時(shí)間為0.5~1h，得到輕燒混合粉體。
第三步、按所述輕燒混合粉體∶水的質(zhì)量比為1∶（0.30~0.40），向所述輕燒混合粉體中加入水，磨細(xì)至粒度≤60μm，得到前驅(qū)體混合料。
第四步、將所述前驅(qū)體混合料加入練泥機(jī)中，真空擠泥成型，困料24~36小時(shí)；再置于高溫爐中升溫至1400~1500℃，保溫1~3小時(shí)，破碎，即得鈦鋁酸鈣粉體。
本實(shí)施例所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為91~93%；體積密度為3.21~3.23g/cm3。
實(shí)施例3
一種鈦鋁酸鈣粉體及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的步驟是：
第一步、按熟石灰∶ρ-Al2O3微粉∶鈦白粉的質(zhì)量比為1∶(3.07~3.09)∶(3.19~3.23)，將熟石灰、ρ-Al2O3微粉和鈦白粉加入球磨機(jī)中，球磨1~2小時(shí)，得到混合粉體。
第二步、將所述混合粉體置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550~600℃，煅燒時(shí)間為0.5~1h，得到輕燒混合粉體。
第三步、按所述輕燒混合粉體∶水的質(zhì)量比為1∶（0.35~0.45），向所述輕燒混合粉體中加入水，磨細(xì)至粒度≤60μm，得到前驅(qū)體混合料。
第四步、將所述前驅(qū)體混合料加入練泥機(jī)中，真空擠泥成型，困料24~36小時(shí)；再置于高溫爐中升溫至1450~1550℃，保溫1~3小時(shí)，破碎，即得鈦鋁酸鈣粉體。
本實(shí)施例所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為92~94%；體積密度為3.22~3.24g/cm3。
實(shí)施例4
一種鈦鋁酸鈣粉體及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的步驟是：
第一步、按熟石灰∶ρ-Al2O3微粉∶鈦白粉的質(zhì)量比為1∶(3.08~3.10)∶(3.21~3.25)，將熟石灰、ρ-Al2O3微粉和鈦白粉加入球磨機(jī)中，球磨1~2小時(shí)，得到混合粉體。
第二步、將所述混合粉體置于馬弗爐中煅燒，煅燒溫度為550~600℃，煅燒時(shí)間為0.5~1h，得到輕燒混合粉體。
第三步、按所述輕燒混合粉體∶水的質(zhì)量比為1∶（0.35~0.45），向所述輕燒混合粉體中加入水，磨細(xì)至粒度≤60μm，得到前驅(qū)體混合料。
第四步、將所述前驅(qū)體混合料加入練泥機(jī)中，真空擠泥成型，困料24~36小時(shí)；再置于高溫爐中升溫至1450~1550℃，保溫1~3小時(shí)，破碎，即得鈦鋁酸鈣粉體。
本實(shí)施例所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為93~95%；體積密度為3.23~3.25g/cm3。
本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下積極效果：
1、本具體實(shí)施方式所選用的原料普通易得，價(jià)格低廉，降低了鈦鋁酸鈣粉體的制備成本；
2、本具體實(shí)施方式無需特殊的制備設(shè)備和復(fù)雜的處理技術(shù)，節(jié)省勞動(dòng)力資源，工藝簡(jiǎn)單；
3、本具體實(shí)施方式采用干濕混與輕燒相結(jié)合的技術(shù)方案，增強(qiáng)了前驅(qū)體粉體的燒結(jié)活性，提高了鈦鋁酸鈣粉體的燒結(jié)性能，進(jìn)而避免了雜質(zhì)相的形成，提高了鈦鋁酸鈣的轉(zhuǎn)化率。
本具體實(shí)施方式所制備的鈦鋁酸鈣粉體經(jīng)檢測(cè)：鈦鋁酸鈣轉(zhuǎn)化率為90~95%；體積密度為3.20~3.25g/cm3。
因此，本具體實(shí)施方式具有工藝簡(jiǎn)單和成本低廉的特點(diǎn)；所制備的鈦鋁酸鈣粉體轉(zhuǎn)化率高和燒結(jié)性能好。