[发明专利]一种低梯度差氧化铬制品的致密化方法

说明书

本发明属于耐火材料领域,公开一种低梯度差氧化铬制品的致密化方法，公开的一种低梯度差氧化铬制品的致密化方法为：氧化铬制品的原料为包括有氧化铬微粉、氧化钛微粉和结合剂的氧化铬复合微粉；氧化铬复合微粉中还加入有促进氧化铬制品内外结构致密化一致的还原性物质：复合金属微粉；将氧化铬复合微粉匀化造粒后，于120~180MPa等静压成型氧化铬坯体，向装有氧化铬坯体的电窑内通入高纯惰性气体Ar，然后在1550~1650℃温度下，保温2~8小时烧结制得氧化铬含量大于93%的低梯度差致密氧化铬制品。本发明解决了氧化铬致密制品内外致密度差异大的问题，保证了氧化铬致密制品内部结构的均匀性，制品的烧成成品率高。

技术领域

本发明属于耐火材料领域，具体涉及一种外部气氛保护，内部还原低氧分压烧结的低梯度差氧化铬制品的致密化方法。

背景技术

新型玻璃在化学组成、生产工艺、加工技术等方面有别于传统玻璃，一般会引入诸如Al₂O₃、B₂O₃及BaO等其他成分，这些成分的引入提高了玻璃液的高温黏度，增加了玻璃窑的工作温度，对玻璃窑内衬用耐火制品的抗玻璃液侵蚀、耐高温等性能提出了更高的要求。氧化铬材料具有耐高温、抗侵蚀性优越等特性而被广泛使用，尤其在无碱玻璃纤维窑炉等侵蚀苛刻部位，必须要用抗玻璃液侵蚀性能极好的致密氧化铬制品来保证其使用寿命。

氧化铬材料在氧化气氛下烧结易产生变价，高温下的蒸发凝聚效应阻碍其烧结，因而要获得烧结良好的致密氧化铬制品，必须控制氧分压，在合适的氧分压条件下烧成。对于氧化铬材料的烧结，目前主要有：

A. 电熔法；

B. 埋碳烧结法;

C. 碳与氧化铬混合制样烧结法;

D. 气氛保护烧结法；

E. 金属氧化物及金属与氧化铬微粉混合制样烧结法；

电熔法A是国内制备氧化铬材料骨料的主要方法。此工艺中，电熔合成料时，温度高，能耗大，产生大量的烟尘，大量的氧化铬粉尘污染环境，同时生成的铬碳化合物及金属铬的伴生和存在，导致产品性能下降，成品率不高。目前国内仅采用此法用来生产氧化铬致密骨料，很少直接制备氧化铬致密制品。

埋碳烧结法B由山口明良提出，是将氧化铬细粉埋覆于碳粉内，给定温度下烧结，达到很高的体密；日本学者鲇泽信夫等对埋碳烧结致密铬材料进行改进，将氧化铬微粉与碳粉按一定比例配料，均匀混合制样高温烧结，即采用碳与氧化铬混合制样烧结法C；虽然两者均可以实现氧化铬的致密化，但其操作过程中均难以避免氧化铬与碳直接接触发生还原反应，在氧化铬材料的表面和内部生成碳化铬等低价铬化物，影响材料的纯度和性能。

此基础上，CN1332130A中梁永和等在氧化铬材料表面预覆盖一层氧化物细粉，然后在氧化物细粉外埋覆碳粉，由于碳粉的氧化形成以CO/CO₂为介质的还原气氛，在匣钵内烧结制得体密较大的氧化铬材料。此法避免了碳与氧化铬直接接触形成的反应层，实现了氧化铬材料表面的致密化，但由于烧结过程中坯体内外存在较大的氧分压差，影响了氧化铬制品内外的一致性烧结，致使制品内外体密梯度差大，内部组织结构比较疏松。