[发明专利]一种高强度耐火材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度耐火材料及其制备方法；该高强度耐火材料由以质量份计的以下组分组成：72~90份氧化锆粉体，15~20份氮化锆粉体，12~28份二氧化铪粉体，8~16份铪酸钡粉体，6~9份氧化钕粉体，24~48份铝矾土，15~25份结合剂。本发明所述的高强度耐火材料具有优异的抗渗透、抗侵蚀性能，同时表现出良好的抗热震性，特别是，其高温抗折强度与耐压强度均显著优于市售的氧化锆系耐火材料，因此能够满足各种工况下耐火材料的使用要求，从而大大延长使用寿命。此外，所述高强度耐火材料的制备方法还具有热处理所需温度低，耗时短，易于操作等优点。因此，本发明所述的高强度耐火材料及其制备方法具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种高强度耐火材料，还涉及该高强度耐火材料的制备方法。

背景技术

众所周知，二氧化锆（即氧化锆，ZrO₂）无臭、无味，其为白色重质无定形粉末。氧化锆微溶于盐酸和硝酸，慢溶于氢氟酸，几乎不溶于水；其相对密度为5.85，熔点2680℃，沸点4300℃，并且其硬度次于金刚石。基于上述特性，氧化锆被广泛用于制备各种市售的耐火材料。

然而，现有的氧化锆系耐火材料往往具有耐压强度和抗折强度偏低等缺陷，从而无法实现工业化应用的普适性。

现有技术中，例如，圣戈班欧洲设计研究中心所拥有的中国专利CN1294104C披露了一种高氧化锆含量的熔铸耐火材料，它由以氧化物为基准计的以下物质构成：

ZrO₂＞92重量%

SiO₂：2-8重量%

Na₂O：0.12-1重量%

Al₂O₃：0.2-2重量%

0.5重量%≤Y₂O₃+CaO≤2.6重量%，前提是Y₂O₃：0.3-2重量%，或者前提是CaO：0.5-1.93重量%。

又如，中国专利申请CN109626993A提供了一种氧化锆耐火材料，包括以下组分：电熔单斜氧化锆50%-55%、重烧镁砂细粉6%-9%、金属铝粉8%-12%、氧化钇2%-6%、氧化钡1%-5%、酚醛-丁腈型热塑性酚醛树脂2%-6%、其余为六亚甲基四胺。虽然，CN109626993A提供的氧化锆耐火材料的断裂韧性和强度有所提升，但还达不到实际推广应用的标准。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，发明人研发并制备了一种全新的氧化锆系耐火材料。该新的氧化锆系耐火材料不但易于制备成型，具有外观缺陷少，成品率高的优点，而且表现出较高的耐压强度与抗折强度，从而拥有更长的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种高强度耐火材料，其由以质量份计的以下组分组成：

氧化锆粉体 72~90份

氮化锆粉体 15~20份

二氧化铪粉体 12~28份

铪酸钡粉体 8~16份

氧化钕粉体 6~9份

铝矾土 24~48份

结合剂 15~25份。

优选地，在上述高强度耐火材料中，各组分的质量份配比为：

氧化锆粉体 76~85份