[发明专利]一种利用颗粒级配结合凝胶注模工艺制备锆英石耐火材料的方法

摘要

本发明公开一种利用颗粒级配结合凝胶注模工艺制备锆英石耐火材料的方法，包括粉体颗粒级配、预混液配制、陶瓷浆料制备、注模成型、湿坯脱模和干燥、生坯的脱脂和素坯的烧结。整个工艺流程简单，易于控制，适合净尺寸复杂成型，不需要昂贵的等静压设备，在固含量为56vol％的情况下，通过颗粒级配得到的锆英石生坯的抗弯强度能够达到52.6MPa，该生坯经过脱脂并在1550℃烧结后得到的致密锆英石的抗弯强度为111.9MPa，对比相同固含量下使用全细粉和全粗粉制备的烧结体，强度分别提高了强度分别提高了20.6％、65.2％和49.1％、11.8％。湿坯干燥工艺的量化表征方式不依赖产品尺寸，适用范围更广。

主权项

一种利用颗粒级配结合凝胶注模工艺制备锆英石耐火材料的方法，其特征是步骤如下：(1)、粉体的颗粒级配：选用两种平均粒径和颗粒分布类型的锆英石粉体，较细粉体的中值粒径为1‑2μm，颗粒尺寸分布为连续尺寸分布；较粗粉体的中值粒径为4‑6μm，颗粒尺寸分布为双峰分布；按照较细粉体占粉体总质量60‑90wt％的比例球磨混合干燥后作为起始原料；(2)、预混液的配制：按质量份计，将5‑20份有机单体丙烯酰胺和1份交联剂N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺加入75份去离子水中配制成溶液，向溶液中加入分散剂，其中分散剂的加入量为占锆英石粉体总质量的0.1‑0.6wt％，然后用浓氨水将溶液的pH调节为7‑10，得到预混液；(3)、陶瓷浆料的制备：将步骤(1)中得到锆英石粉体和步骤(2)中得到的预混液混合，混合物经球磨后，得到锆英石陶瓷浆料；(4)、注模成型：向步骤(3)中得到的陶瓷浆料中分别加入占浆料总质量0.02‑0.08wt％的催化剂四甲基乙二胺和0.01‑0.04wt％的引发剂过硫酸铵，搅拌均匀后注入有机玻璃无孔模具中，在室温下使高分子聚合反应完成，然后进行脱模得到锆英石陶瓷湿坯；(5)、湿坯经过干燥、脱脂和烧结得到锆英石烧结体。