[发明专利]一种具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品及制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品，所述制品中ZrO₂含量≥98wt%，所述ZrO₂的含量包含稳定剂；所述氧化锆耐火制品原料是由部分稳定氧化锆颗粒，部分稳定氧化锆细粉，部分稳定氧化锆微粉和单斜氧化锆微粉构成；所述氧化锆耐火制品坯体的成型方式为等静压、机压或振动加压捣打成型；其特征在于所述耐火制品具有特定的非均匀内部微观组织结构，即：沿某一特定方向，该制品的显气孔率和体积密度呈线性梯度变化；所述氧化锆耐火制品的坯体为整体圆筒状结构，或所述耐火制品的坯体为多块圆弧形板拼接后所围成的圆筒状结构；所述氧化锆耐火制品的坯体制作中所用结合剂为有机非水溶性结合剂。

2.按照权利要求1所述的具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品，其特征在于：所述氧化锆耐火制品的原料中，所述部分稳定氧化锆颗粒，部分稳定氧化锆细粉，部分稳定氧化锆微粉，单斜氧化锆微粉的质量百分数分别为：60% ~ 70%，15% ~ 20%，5% ~ 20%，5% ~ 10%。

3.按照权利要求1所述的具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品，其特征在于：所述的部分稳定氧化锆是指稳定相含量在60% ~ 85%的电熔氧化锆；所述稳定相包括四方相和立方相；所述的部分稳定氧化锆是指电熔氧化镁部分稳定氧化锆、电熔氧化钙部分稳定氧化锆、电熔氧化钇部分稳定氧化锆、电熔钙钇复合部分稳定氧化锆、电熔镁钇复合部分稳定氧化锆或它们之间任意比例的组合。

4.按照权利要求1或2或3所述的具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品，其特征在于：所述的部分稳定氧化锆颗粒是指颗粒粒度范围为大于0.15 mm，小于等于 1 mm的部分稳定氧化锆颗粒，其中粒度大于0.5 mm小于等于1 mm、粒度大于0.35 mm 小于等于0.5 mm、粒度大于0.15 mm小于等于 0.35 mm的部分稳定氧化锆颗粒料分别占氧化锆耐火制品原料总质量的10% ~ 20%、20% ~ 30%、20% ~ 40%；所述部分稳定氧化锆细粉的粒度范围为大于30μm小于等于150 μm；所述的部分稳定氧化锆微粉的粒度范围为中位径D50大于0.5μm小于等于30 μm；所述的单斜氧化锆微粉的粒度范围为中位径D50大于0.5μm小于等于30 μm；所述的有机非水溶性结合剂为酚醛树脂酒精溶液、环氧树脂、呋喃树脂、石蜡、沥青中的一种或两种任意质量比例的组合，加入量为氧化锆耐火制品原料总质量的3% ~ 5%。

5.按照权利要求1-3所述的具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品，其特征在于：所述的氧化锆坯体的显气孔率为18~32%。

6.一种权利要求1-5所述具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品的制备方法，所述制品中ZrO₂含量≥98wt%，所述ZrO₂的含量包含稳定剂；所述氧化锆耐火制品原料是由部分稳定氧化锆颗粒，部分稳定氧化锆细粉，部分稳定氧化锆微粉和单斜氧化锆微粉构成；采用等静压、机压或振动加压捣打成型方法成型为氧化锆坯体，其特征在于：制作坯体所用结合剂为有机非水溶性结合剂；将部分稳定氧化锆微粉、单斜氧化锆微粉、水、有机水溶性结合剂及有机助剂调制成氧化锆浆料，所述浆料中部分稳定氧化锆微粉质量分数为50~80%，所述浆料中单斜氧化锆微粉质量分数为10~30%，所述浆料中水质量分数为4%~20%；将圆筒状结构的氧化锆坯体，或多块氧化锆坯体用有机非水溶性结合剂粘接形成的圆筒状氧化锆坯体，置于可密封的容器中；对容器抽真空处理，待容器内绝对真空度小于0.01MPa，将氧化锆浆料吸入氧化锆坯体的圆筒内，待浆料没过坯体后，常压静置使氧化锆浆料充分渗入氧化锆坯体内部；对渗入氧化锆浆料的氧化锆坯体进行干燥后，采用1630 ℃~1800 ℃烧成，即得具有梯度功能的高纯氧化锆耐火制品；所述氧化锆耐火制品具有非均匀的内部微观组织结构，沿某一特定方向，所述制品的显气孔率和体积密度呈线性梯度变化。