[发明专利]一种高温抗蠕变莫来石-堇青石制品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温耐火材料，具体涉及一种高温抗蠕变莫来石-堇青石制品。 

背景技术

堇青石（Cordierite）具有热膨胀系数低、抗热震性能好等优点，被广泛应用于汽车尾气净化装置、耐热涂层、催化剂载体、热交换机材料、泡沫陶瓷、电子封装材料、印刷电路板等，以及一些冷热骤变的环境中，比如陶瓷换热器、热风炉、支柱砖、匣体，棚板等等。但由于堇青石机械强度不高、荷重软化点低、合成温度范围窄，用传统方法较难获得纯相堇青石，从而限制了它的优良性能的发挥。 

莫来石（Mullite）是一种优质的耐火材料，具有高温蠕变值小，荷重软化点高，机械强度高等优点，但其热膨胀系数相对较大，且因其主要为共价键化合物，原子在低温下的体扩散速度较慢，传统烧结致密化温度较高，一般都在1550～1600℃。     

可见，堇青石热膨胀系数低，抗热震性好，但高温性能一般，机械强度不高，而莫来石高温蠕变值小，机械强度高，但抗热震性不好。因此，为兼顾材料的高温性能、机械强度及抗热震性能，将堇青石和莫来石进行复合是提高材料性能的有效措施。

专利200510107317.6公开了一种泥浆结合成型的抗热震耐火砖，它是由45～75wt％的莫来石、5～15wt％的堇青石粉、5～15wt％的红柱石、5～10wt％的氧化铝微粉和8～15wt％的白泥构成基料，与基料总重量3～15wt％的泥浆结合制成。虽然该耐火材料的热震稳定性能够达到110次以上，但是其荷重软化温度以及强度相对较低，用于高温燃烧时容易导致软化、碎裂，因此使用寿命很短。 

专利200610037794.4公开了一种高热震性莫来石-堇青石耐火砖，它是由30～50wt％的合成莫来石、15～25wt％的合成堇青石、10～20wt％的硅线石、5～10wt％的红柱石、5～10wt％的氧化铝微粉和4～6wt％的粘土制成。该耐火材料的热震稳定性能够达到120次以上，但是其荷重软化温度以及常温耐压强度仍然偏低，而且高温蠕变率高、体积密度低、孔隙率偏高，用于高温燃烧室时容易导致软化、碎裂，使用寿命有待进一步提高。 

综上分析，资料对莫来石-堇青石制品的报道多集中在如何提高材料的抗热震性，而对如何提高材料的高温抗蠕变性的研究相对较少。 

发明内容

本发明主要是针对上述技术中存在的问题，提供一种显气孔率低、体积密度高、抗蠕变性好、抗热震性好和使用寿命长的莫来石-堇青石制品及其制备方法。 

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种高温抗蠕变莫来石-堇青石制品，它是由主要原料：烧结莫来石、堇青石、白刚玉、熔融石英、蓝晶石、氧化铝微粉、膨润土微粉、熟滑石微粉、高岭土、和外加结合剂按照下述重量份配比配制而成： 

烧结莫来石M70：粒度为0.1～1mm的烧结莫来石5～15份

烧结莫来石M45：粒度小于0.089mm的烧结莫来石3～7份

                粒度为0.5～1mm的烧结莫来石3～7份

                粒度为1～1.5mm的烧结莫来石3～8份

粒度为0.1～1mm的堇青石8～12份

粒度为1～3mm的堇青石6～10份

白刚玉4～12份

熔融石英2～7份

蓝晶石5～15份

氧化铝微粉5～15份

膨润土微粉1～3份

熟滑石微粉5～12份

高岭土10～20份

外加结合剂0.01～0.1份。

所述烧结莫来石M70的理化性能指标为：Al₂O₃：45-47wt%；SiO₂：50-52wt%；Fe₂O₃：0.9-1.1wt%；CaO：0.15-0.25wt%；吸水率2.32 wt%，体积密度2.50 g/cm³。 

所述烧结莫来石M45的理化性能指标为：Al₂O₃：45-47wt%；SiO₂：50-52wt%；Fe₂O₃：0.9-1.1wt%；CaO：0.15-0.25wt%；吸水率2.32wt%，体积密度2.50g/cm³。 

所述的白刚玉的粒度为0.053mm。 

所述的熔融石英的粒度为0.279mm。 

所述的蓝晶石的粒度为0.173mm。