[发明专利]一种含锆氧化铝空心球隔热砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含锆氧化铝空心球隔热砖。它包括下述质量百分数的组成：氧化铝空心球40~69%；氧化铝微粉21~46%；含锆粉料5~14%；以上组分重量百分比之和为100%，额外添加如下重量百分比的组分，添加量的计算基准为以上组分重量之和：结合剂8.5~12%。本发明改善了传统氧化铝空心球隔热砖主体成分单一情况，增加基体韧性，提高材料强度和热震稳定性等特性，从而延长隔热砖的使用寿命。

技术领域

本发明涉及耐火材料领域的耐火砖，具体地为一种含锆氧化铝空心球隔热砖及其制备方法。

背景技术

氧化铝空心球隔热砖是一种新型轻质隔热材料，自应用以来，以轻质、耐高温、保温节能效果好等优良性能，迅速占领了高温窑炉市场。目前，氧化铝空心球隔热砖多以氧化铝空心球为骨料，氧化铝粉或微粉为基质料，磷酸或磷酸二氢铝为结合剂，高温烧制而成，其主体成分单一，Al₂O₃含量高达98％，因此，热震稳定性欠佳，在使用过程中尤其是温差变化大的环境中成为影响其使用寿命的关键因素之一；且单一的组分组成易导致制品结构缺陷，如氧化铝晶体的异常长大，制品力学强度低。因此，客观上需要寻找更好抗热震性能、更高强度的氧化铝空心球砖以克服传统空心球砖的缺陷。

CN201310660559.2发明涉及一种高强度、高热震氧化铝空心球砖。由以下重量份数的原料组成：氧化铝空心球40-60份；刚玉砂10-30份；碳化硅6-15份；氧化铝微粉7-14份；红柱石微粉2-4份；硅线石微粉2-4份；粘土3-5份；结合剂10-14份。具有高强度、热震稳定性好等特性。但是成份过于繁杂，需要多成份配合才可实现好的特性。

氧化锆具有优良的力学性能、断裂韧性，其熔点为2715℃，远高于氧化铝的2050℃，在增韧氧化铝陶瓷中应用广泛；另一方面，氧化锆具有低的热导率，各种离子掺杂的氧化锆陶瓷的热导率仅为1～2W·m^-1·K^-1，远小于刚玉的10W·m^-1·K^-1，且氧化锆较氧化铝耐酸碱腐蚀能力强。

有鉴于此，提出本发明。

发明内容

为解决现有技术中氧化铝空心球砖热震稳定性差、强度偏低导致的使用寿命短的问题，本发明提供了一种含锆氧化铝空心球隔热砖及其制备方法。

为了解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种含锆氧化铝空心球隔热砖，它包括下述质量百分数的组成：

氧化铝空心球 40～69％；

氧化铝微粉 21～46％；

含锆粉料 5～14％；

以上组分重量百分比之和为100％，额外添加如下重量百分比的组分，添加量的计算基准为以上组分重量之和：

结合剂 8.5～12％；

所述的含锆氧化铝空心球隔热砖，所述氧化铝空心球为铝含量≥99.2％的氧化铝空心球或锆含量为5％的氧化铝空心球中的一种或两种组合。

所述的含锆氧化铝空心球隔热砖，所述氧化铝微粉为煅烧工艺制备的铝微粉。

所述的含锆氧化铝空心球隔热砖，所述含锆粉料为单斜氧化锆、氧化钇或氧化镁稳定的氧化锆、锆英石、锆刚玉、锆莫来石中的一种或几种组合。

所述的含锆氧化铝空心球隔热砖，所述结合剂为硫酸铝、磷酸二氢铝、磷酸、糊精中的一种或几种组合。