申请(专利)号：CN202410177578.8

申请日：2024-02-08

授权公告号：CN118125843B

授权公告日：2026-05-15

申请人：武汉科技大学

地址：430081 湖北省武汉市青山区和平大道947号

发明人：鄢文 王崇雯 韩铮 陈俊峰 李远兵 李亚伟

主分类号：C04B35/66

分类号：C04B35/66;C04B35/04

代理机构：武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)

代理人：张火春

主权项：

1.一种轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的制备方法,其特征在于所述制备方法的步骤是：步骤1、多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料的制备步骤1.1、以纳米氧化铝、α-氧化铝微粉和氢氧化铝微粉中的任意一种为铝源,或以纳米氧化铝、α-氧化铝微粉和氢氧化铝微粉中的任意两种混合粉为铝源,或以纳米氧化铝、α-氧化铝微粉和氢氧化铝微粉的三种混合粉为铝源;步骤1.2、将79～97wt%的氢氧化镁细粉和3～21wt%的所述铝源置于搅拌机内,外加所述氢氧化镁细粉和所述铝源之和4.5～5.5wt%的水,搅拌1～3h,得到混合料;步骤1.3、将所述混合料在100～200MPa条件下机压成型,于90～110℃条件下干燥18～36h;再以1～3℃/min的速率升温至300～400℃,保温0.5～1.5h;然后以2～5℃/min的速率升温至1600～1800℃,保温2～5h,破碎,筛分,制得三种粒径级别的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料;三种粒径级别的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料分别是：粒径小于5mm且大于等于3mm的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I、粒径小于3mm且大于等于1mm的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料II和粒径小于1mm且大于等于0.088的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料III;三种粒径级别的多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料统称为多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料;所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料具有以含纳米孔的多孔氧化镁为核、以连续尖晶石为壳的微核壳结构：Al-2O-3和MgO的总含量>99.55wt%,显气孔率为15～33%,体积密度为2.45～3.18g/cm～3,平均孔径为254～809nm,耐压强度为60～129MPa,350℃时导热系数为4.7～10.6W/(m·K);步骤2、改性多微孔耐火骨料的制备步骤2.1、以97～99.5wt%的铝源和0.5～3wt%的羧甲基纤维素钠为原料,将所述原料置于混料机中,混合2～5h;再外加所述原料0.035～0.15wt%的减水剂、0.24～1.3wt%的消泡剂和20～50wt%的去离子水,搅拌均匀,得到具有触变性的陶瓷浆体;步骤2所述铝源与步骤1所述铝源相同;步骤2.2、将所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I通过改性,得到改性多微孔耐火骨料I;所述改性是指,将所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I置于搅拌机内,按照所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料I∶所述具有触变性的陶瓷浆体的质量比为100∶3.2～9.6,向搅拌机内喷入所述具有触变性的陶瓷浆体,边喷边搅拌,然后将包覆有陶瓷浆体的多微孔耐火骨料I取出,于90～110℃条件下干燥18～36h;步骤2.3、将所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料II、所述多微孔方镁石-镁铝尖晶石耐火骨料III分别通过与步骤2.2所述改性相同的方法,得到对应的改性多微孔耐火骨料II和改性多微孔耐火骨料III;步骤3、轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料的制备步骤3.1、以10～15wt%的所述改性多微孔耐火骨料I、21～30wt%的所述改性多微孔耐火骨料II和9～11wt%的所述改性多微孔耐火骨料III为改性多微孔耐火骨料,以8～15wt%的尖晶石细粉和31～38wt%的镁砂细粉为基质;步骤3.2、先将所述改性多微孔耐火骨料置于搅拌机中,外加所述改性多微孔耐火骨料与所述基质之和3～8wt%的亚硫酸纸浆废液,搅拌;然后加入所述基质,搅拌,在150～200MPa条件下机压成型,于90～110℃条件下干燥18～36h,然后以3～8℃/min的速率升温至1300～1600℃,保温3～8h,随炉冷却,制得轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。

摘要：

本发明涉及一种轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料及其制备方法。其技术方案是：以10～15wt%的改性多微孔耐火骨料I、21～30wt%的改性多微孔耐火骨料II和9～11wt%的改性多微孔耐火骨料III为改性多微孔耐火骨料,以8～15wt%的尖晶石细粉和31～38wt%的镁砂细粉为基质。先将改性多微孔耐火骨料置于搅拌机中,外加改性多微孔耐火骨料与基质之和3～8wt%的亚硫酸纸浆废液,搅拌;然后加入基质,搅拌,在150～200MPa条件下成型,干燥,然后以3～8℃/min的速率升温至1300～1600℃,保温3～8h,随炉冷却,制得轻量化方镁石-镁铝尖晶石耐火材料。所制制品具有含纳米气孔的多尺度核壳结构,导热系数低、强度高、抗侵蚀渗透性能和热震稳定性优异。