[发明专利]一种刚玉质尖晶石固溶体耐火材料制备工艺

摘要

一种刚玉质尖晶石固溶体耐火材料制备工艺，属于无机非金属材料领域。本发明将以质量分数为60‑85％刚玉颗粒和细粉、10‑20％的镁砂细粉和5‑20％的金属铝粉为原料，并加入原料质量分数3‑5％的无机结合剂。在氮气气氛中烧结，基质中金属铝粉原位反应生成氮化铝，生成的氮化铝与氧化铝或新生成的尖晶石固溶形成阿隆或镁阿隆增强相。材料内部结构为富铝尖晶石固溶体和少量的阿隆或者镁阿隆增强相的结合结构，晶格常数较小，晶粒细小且致密，气孔较少，颗粒分布均匀。该耐火材料有较高的强度和熔点，优良的抗渣性能和抗热震稳定性，使用寿命长。该制备工艺操作简单，无需复杂的设备，且原料简单易得，生产和使用过程中对环境污染小，易于工业化推广。

主权项

1.一种刚玉质尖晶石固溶体耐火材料制备工艺，其特征在于：所述的材料采用刚玉颗粒、镁砂细粉和金属铝粉作为原料氮化而制备；具体制备工艺是取质量分数取60‑85％刚玉颗粒、10‑20％的镁砂细粉和5‑20％的金属铝粉为原料，加入3‑5％的结合剂；将原料混合后进行混炼，并在100‑160MPa下压制成型；将压制成型后的试样放入烧结炉中，在1600‑1900℃进行氮化8‑24h后自然冷却；在烧结过程中金属铝粉氮化，在基质中原位生成氮化铝，生成的氮化铝与氧化铝或新生成的尖晶石固溶形成阿隆或者镁阿隆增强相；所制备的材料内部结构为富铝尖晶石固溶体和少量的阿隆、镁阿隆增强相的结合结构；刚玉颗粒为电熔刚玉或烧结刚玉中的至少一种，所含Al2O3质量百分比≥99.4％，颗粒级配分别有：5‑≥3mm，3‑≥1mm、1‑＞0.088mm和≤0.088mm，分别对应其质量分数：10‑30％、20‑30％、10‑30％和30‑50％；镁砂为烧结镁砂或电熔镁砂中的至少一种，所含MgO质量百分比≥97.3％，以≤0.088mm的细粉存在于基质中，与刚玉颗粒反应生成富铝的尖晶石固溶体；铝粉中Al质量百分数≥99.3％，以≤0.088mm的细粉存在于基质中；结合剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或两种。