[发明专利]一种陶瓷组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷制作技术领域，尤其是一种陶瓷组合物及其制备方法。

背景技术

循环流化床锅炉，以其燃料适应范围广、脱硫率和燃烧效率较高，负荷调节比大，灰渣利用率高等优点，成为清洁燃烧技术中的重点研究和开发方向，受到了各国的普遍关注。大型循环流化床锅炉在选材上，其需要解决众多技术问题，而耐火材料的耐磨性能的优异，就是其问题之一；在循环流化床锅炉中，其时常伴随着冲刷磨损的问题，使得耐火层每次运行过程中，均要受到来自于燃料、燃料灰等固体床料的磨损。

耐火材料经常随着温度的升降，产生膨胀或收缩，而在此膨胀或收缩过程中，如果受到约束，将会导致内部产生应力，极易造成耐火材料发生开裂、脱落，甚至整体损坏；其主要原因在于：耐火材料是非均质的脆性材料，其热导率和弹性较小，抗拉强度低，抗热应力能力差等缺陷。

目前，对于循环流化床锅炉中采用的耐火材料，大多以浇注料、预制件的结合方式多以水化结合为主，辅以微粉凝聚，在900℃的工作温度下难以烧结，造成其常温下的强度达不到设计要求，且在服役温度下，强度大幅度下降，致使材料性能失效，况且浇注料还需严格的烘烤工艺，费工耗时，引起材料性能下降的不确定的人为因素增加，而经过1400℃以上烧制的耐火砖，虽是陶瓷结合，但韧性不足，即就是综合性能较差。

为此，有研究者针对该缺陷进行了研究，如专利号为201310220699.8的低温合成CFB用复合陶瓷及其制备方法，将莫来石、碳化硅、硅微粉、Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、钛酸钾晶须、硅烷、钛酸酯和十六烷基三甲基溴化铵，板状刚玉按一定比例组合，进行改性、搅拌、压模和烧制制得，使得制备的CFB用复合陶瓷韧性、耐磨性大大提高；制备工艺使用低温合成，节能环保。但是其在处理过程中，依然需要在600℃下保温处理24h，其温度较高，保温周期较长，而且对于原料成分以及配比的不合理，导致其得出来的陶瓷产品的性能依然达不到理想状态。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种陶瓷组合物及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

陶瓷组合物，原料成分以重量份计为：

0.1～0.3mm的沸石颗粒1-3份；

0.002～0.008mm的沸石颗粒5-10份；

0.08-0.3mm的碳化硅颗粒3-7份；

0.008-0.04mm的α-三氧化二铝颗粒1-3份；

0.01-0.03mm的γ-三氧化二铝颗粒2-4份；

0.01-0.05mm的氧化锡颗粒0.1-0.3份；

氯化铵1-3份；钛酸酯0.03-0.06份；硅烷0.01-0.07份；钛酸钾晶须0.1-0.3份。

优选，所述的原料成分以重量份计为：

0.1～0.3mm的沸石颗粒2份；

0.002～0.008mm的沸石颗粒8份；

0.08-0.3mm的碳化硅颗粒5份；

0.008-0.04mm的α-三氧化二铝颗粒2份；

0.01-0.03mm的γ-三氧化二铝颗粒3份；

0.01-0.05mm的氧化锡颗粒0.2份；

氯化铵2份；钛酸酯0.04份；硅烷0.05份；钛酸钾晶须0.2份。

本发明创造的目的之二是还提供陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将α-三氧化二铝颗粒与γ-三氧化二铝颗粒混合，并加入到氯化铵配制成溶液中，搅拌均匀，并加入碳化硅颗粒，拌匀，得混合料A；

(2)将硅烷、钛酸钾晶须、钛酸酯、沸石颗粒混合拌匀，并与温度为60-80℃处理20-30min，得混合料B；

(3)将混合料A与混合料B混合，加入氧化锡颗粒，拌匀，成型，升温至温度为300-400℃，恒温处理1-3h，升温至1300℃，恒温处理4h，控制降温速度为5℃/min降温至常温，即得。

优选，所述的步骤(1)，氯化铵配制成溶液的摩尔浓度为1.2mol/L。

与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：

经过对现有CFB用耐火陶瓷材料的原料配方进行调整，采用沸石颗粒、α-三氧化二铝颗粒、γ-三氧化二铝颗粒、硅烷、钛酸钾晶须、钛酸酯、沸石颗粒、氧化锡、氯化铵等成分混合处理，使得制备的陶瓷材料的韧性较优，耐磨性能大大提高，使得其中含有AIN成分，极大的改善了热膨胀和冷收缩系数，提高了抗冲击性能。可以将其应用于CFB耐火材料层。