[发明专利]一种含钛氮化物原位复合低碳尖晶石碳耐火材料及制备方法

权利要求书

1.一种含钛氮化物原位复合低碳尖晶石碳耐火材料，其特征在于：含钛氮化物原位复合低碳尖晶石碳耐火材料采用含有金属铝和纳米氧化钛的复合粉体作为先驱体，其中金属铝粉与纳米氧化钛的质量比为：0.44～0.20；所述的先驱体中氧化钛包裹金属铝粉；所述的先驱体的加入量为制备低碳尖晶石碳耐火材料原料总重量的2～5%；所述的先驱体以细粉形式引入低碳尖晶石碳耐火材料的坯料中，在氮气氛保护热处理过程中发生的反应，4Al+3TiO₂+2N₂=2Al₂O₃+Ti₃N₄，生成Ti₃N₄陶瓷结合相，Al₂O₃被尖晶石所固溶。

2.如权利要求1所述的一种含钛氮化物原位复合低碳尖晶石碳耐火材料，其特征在于：金属铝粉粒度＜325目，且＞1000目；氧化钛粒度为纳米级，d(0.5)＜0.5μm。氧化钛因为粒度远远小于金属铝粉，具有更大的比表面积，因而其包裹金属铝粉成为可能，同时采用高能球磨工艺，保证了氧化钛的均匀分散并包裹金属铝粉。

3.制备权利要求1-2任一所述的一种含钛氮化物原位复合低碳尖晶石碳耐火材料的制备方法，其特征在于：制备方法包括先驱体的制备方法和复合制备方法：

先驱体的制备方法：采用高能球磨工艺制备，将铝粉、二氧化钛粉、刚玉研磨球加入球磨罐中，其中混合粉体与研磨球的质量比为 1:2～5；在 300～1000 转/分钟的速度下高能球磨 5～20 小时，或采用振动磨在 20～35Hz 的频率下振动球磨 20～50 小时得到被纳米氧化钛包覆铝粉的合粉体；

复合制备方法：将上述复合粉体干燥后破碎，在低碳尖石碳耐火材料混料过程中，将占制备低碳尖晶石碳耐火材料原料重量2～5%复合粉体以细粉形式引入坯料中，坯料经等静压成型后获得低碳尖晶石碳耐火材料生坯，将生坯置于热处理气氛N₂含量大于99.99vol%中，在1300℃～1550℃温度下进行热处理，保温240分钟，热处理过程中会发生上述反应，最终形成了一种含氮化钛原位复合低碳尖晶石碳耐火材料。