[发明专利]一种塞隆‑BN复相陶瓷材料及其制备方法、应用

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁连铸技术领域，尤其涉及一种塞隆-BN复相陶瓷材料及其制备方法、应用。

背景技术

短流程薄带铸轧工艺是钢铁带材工业生产领域内的一项革命性工艺流程，它从根本上改变了钢铁工业的薄型钢材的生产过程，取消了连铸(铸锭)、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序，开创了将钢水经中间包直接浇注并直接轧制成数毫米厚的薄型板材的高效、节能、环保的最新型技术和工艺。侧封板技术是薄带连铸技术中的最关键技术之一，是影响薄带连铸过程中铸带质量和工艺稳定性的关键因素。目前，主要有电磁侧封、气体侧封和固体侧封三种侧封方式，其中气体侧封作为一种新的侧封技术刚刚被人提出，大多处于基础理论研究阶段。电磁侧封技术存在设备复杂，磁场不易控制，技术水平远未达到工业化生产的要求。固体侧封是目前技术最成熟、也是最接近实用条件的一种侧封方法。

但是，目前国内外研究和开发的固体侧封板绝大部分都不能满足工业生产的要求，例如：《双辊薄带连铸侧封板及其制作方法》(田守信等人，中国专利CN101648260A)利用一种氮化硼材质的面板和一种铝硅系保温隔热材料的基板制作了一种复合侧封板，该专利中报道该种复合侧封板的保温性能良好，但是这种侧封板的抗热震性能不佳，导致侧封板使用寿命不长。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种塞隆-BN复相陶瓷材料及其制备方法、应用，采用上述塞隆-BN复相陶瓷材料制得的薄带铸轧用侧封板等构件的强度高、抗热震性好以及抗熔钢侵蚀性能好。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种塞隆-BN复相陶瓷材料,所述陶瓷材料由包括以下成分的原料制成，按质量百分数计，所述成分为：h-BN粉20～50％，Si₃N₄粉20～50％、AlN和TiN粉10～35％，Al₂O₃粉5～15％，稀土氧化物0.5～5％。

作为进一步的优选，所述稀土氧化物选自Y₂O₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Cy₂O₃、Tb₂O₃、Eu₂O₃及Ho₂O₃。

上述塞隆-BN复相陶瓷材料的制备方法，所述方法包括：

1)按质量百分数计，将20～50％的h-BN粉，20～50％的Si₃N₄粉、10～35％的AlN和TiN粉，5～15％的Al₂O₃粉以及0.5～5％的稀土氧化物混合，得到混合料，将所述混合料置于第一溶剂中混合处理后干燥，研磨备用；

2)将经所述步骤1)处理后的混合料进行成型，得到坯体，将所述坯体放置在300-600℃的温度下处理1-10h；

3)将浸渍溶液在真空条件下加热至30-90℃之间，然后将经步骤2)处理后的坯体放置于浸渍溶液中浸渍处理，浸渍过程中将溶液进行缓慢搅拌；所述浸渍溶液包括H₃BO₃、CO(NH₂)₂及水；

4)将经所述步骤3)浸渍处理后的坯体在气氛条件下，于800～1200℃条件下进行预烧；将所述预烧后的坯体在气氛下进行烧结，得到塞隆-BN复相陶瓷材料。

作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述第一溶剂选自96％以上工业酒精、无水乙醇或丙酮；所述混合处理的时间为10～72h，所述干燥的温度为80～150℃。

作为进一步的优选，所述步骤1)中，所述h-BN粉的粒径≤3μm；所述Si₃N₄粉的粒径3～5μm；所述Al₂O₃，AlN，TiN以及稀土氧化物的粒径≤3μm；所有原料纯度均为分析纯。

作为进一步的优选，所述步骤2)中，所述成型为压力成型，成型压力范围为10～100MPa，在成型过程中采用Al(H₂PO₃)₃溶液作为结合剂。