[发明专利]一种高温耐火复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温耐火复合材料及其制备方法，所述复合材料包括以下重量百分比的组分：氧化物5‑99.9％和难熔金属0.1‑95％；所述氧化物包括氧化锆和稳定剂，其中氧化锆占所述氧化物的重量百分比为50‑99.9％，氧化锆颗粒度范围为0.01‑10mm。所述稳定剂占所述氧化物的重量百分比为0.1‑50％；所述稳定剂为氧化钇、氧化钙、氧化锰或氧化铈中的一种或两种以上混合；所述难熔金属为钨、钼、钽或铌中的一种或两种以上混合。所述制备方法包括混料、制坯和烧结。本发明从根本上解决了高温耐火材料易开裂的缺陷，形成的高温耐火材料性能优良、稳定度好、热震稳定性高、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种高温耐火复合材料及其制备方法。

背景技术

氧化锆是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且化学性质稳定的无机非金属材料，尤其是其优良的耐高温、耐腐蚀性能倍受科研工作者的青睐，在20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域。

但是，由于二氧化锆单斜型与四方型之间的可逆转变伴有体积效应，造成耐火材料烧成时容易开裂，因此单用纯氧化锆就很难制造出烧结而又不开裂的制品。现有的氧化锆高温耐火材料一般是通过向氧化锆中加入一定稳定元素(例如氧化物)的方式来实现稳定的目的。最常见的稳定元素包括锰(Mn)、钙(Ca)、稀土元素铈(Ce)、钇(Y)、铒(Er)、镱(Yb)、镝(Dy)、钛(Ti)和铪(Hf)等。它们对应的氧化物为MnO、CaO、CeO₂、Y₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃、Dy₂O₃、TiO₂、HfO₂。

在实际使用过程中，发现采用氧化物稳定这种方式得到的氧化锆耐火材料性能也不是理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温耐火复合材料及其制备方法，其利用难熔金属耐高温性能以及良好的高温强度和金属特性，将难熔金属与氧化锆等氧化物复合，用以解决现有氧化锆质高温耐火材料容易开裂的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种高温耐火复合材料，所述复合材料包括以下重量百分比的组分：氧化物5-99.9％和难熔金属0.1-95％；

所述氧化物包括氧化锆和稳定剂，其中氧化锆占所述氧化物的重量百分比为50-99.9％、所述稳定剂占所述氧化物的重量百分比为0.1-50％；所述稳定剂为氧化钇、氧化钙、氧化锰或氧化铈中的一种或两种以上混合；

所述难熔金属为钨、钼、钽或铌中的一种或两种以上混合。

优选的，所述复合材料包括以下重量百分比的组分：氧化物50-99.9％和难熔金属0.1-50％。

更有选的，所述复合材料包括以下重量百分比的组分：氧化物87-93％和难熔金属7-13％。

所述复合材料包括以下重量百分比的组分：氧化物95.5-99.9％和难熔金属0.1-4.5％。

优选的，所述氧化物中包括氧化锆60-95％和稳定剂5-40％，所述稳定剂为氧化钇和氧化钙的混合。

所述氧化锆和所述稳定剂的粒径为0.01mm-10mm。本发明对氧化物的粒径要求较低，不需要必须是微米级或纳米级，只需毫米级的粒径即可制备出不容易开裂的产品。

优选的，所述难熔金属为钨、钼或者钨与钼的混合。钨或钼的熔点高于2600℃。

本发明还提供了一种高温耐火复合材料的制备方法，所述制备方法包括混料、制坯和烧结步骤，具体步骤如下：