阅读说明：本技术 一种防氧化碳化硅窑具的制备方法 (Preparation method of anti-oxidation silicon carbide kiln furniture ) 是由 王刚 张伟 刘鹏程 张涛 石书冰 于 2020-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于耐火材料领域,具体涉及一种防氧化碳化硅窑具及制备方法。所述防氧化碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料,防氧化材料是由50-80份的金属硅粉、10-30份的锆英石粉和10-20份的熔融石英粉组成。本发明制得的防氧化碳化硅窑具具有抗氧化能力强,表层防氧化材料与碳化硅基体不易开裂以及碳化硅窑具使用寿命长的性能优点。(The invention belongs to the field of refractory materials, and particularly relates to anti-oxidation silicon carbide kiln furniture and a preparation method thereof. The preparation method of the anti-oxidation silicon carbide kiln furniture is characterized in that a layer of anti-oxidation material is pressed on the surface of a traditional silicon carbide kiln furniture blank, and the anti-oxidation material consists of 50-80 parts of metal silicon powder, 10-30 parts of zircon powder and 10-20 parts of fused quartz powder. The anti-oxidation silicon carbide kiln furniture prepared by the invention has the performance advantages of strong anti-oxidation capability, difficult cracking of the anti-oxidation material on the surface layer and the silicon carbide substrate, and long service life.)

一种防氧化碳化硅窑具的制备方法

技术领域

本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种防氧化碳化硅窑具的制备方法。

技术背景

碳化硅材料具有优异的高温力学性能是一种重要的窑具材料，在高温陶瓷、耐火材料、有色冶金等行业应用广泛；但是碳化硅窑具制品在高温下长时间使用时，碳化硅易被氧化产生二氧化硅玻璃相或低熔硅酸盐物质，导致碳化硅窑具发生膨胀、变形以及表面脱皮现象，从而会降低窑具的强度、抗热震性以及使用寿命，因此，提高碳化硅窑具制品的抗氧化性能已成为碳化硅窑具行业研究的重点。

对于碳化硅材料抗氧化性能的研究已有不少报道；发明专利“表面涂覆钇稳定氧化锆涂层的碳化硅陶瓷窑具的制备方法（申请号201510762902.3）”将钇稳定二氧化锆溶胶涂覆于碳化硅陶瓷窑具坯体表面，然后一起烧制而成，在碳化硅陶瓷窑具表面形成一种钇稳定二氧化锆涂层；二氧化锆涂层的热稳定性很好，但是采用锆溶胶在烧制的过程中形成涂层，一方面涂层烧结的过程中收缩较大会使涂层开裂脱落，另一方面二氧化锆很难于碳化硅材料结合在一起再加上二者的热膨胀系数差异，也会影响涂层的结合和使用效果；发明专利“一种碳化硅表面抗氧化白色涂层材料及其制备方法”（申请号201811477839.9）将磷酸二轻铝和锆英石粉粉混合在一起制成料浆，采用刷涂或刮涂的方法涂覆在碳化硅表面，制备成碳化硅抗氧化白色涂层材料，从理论上讲碳化硅与锆英石粉的热膨胀系数接近不会发生由于热膨胀系数不匹配产生的涂层开裂。但是烧制好的碳化硅制品致密度较高，不易于其他氧化物材料发生渗透和结合反应，因此在制品表面刷涂涂层很难使二者结合紧密，涂层的抗氧化性和使用寿命不会太理想，涂层的开裂脱皮不可避免；所以，开发出不易开裂使用寿命长的抗氧化碳化硅窑具材料具有较高的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，使其能具有抗氧化能力强、不易开裂使用寿命长特点。

本发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，碳化硅窑具的制备方法为在碳化硅窑具坯体表面压制一层防氧化材料；所述的防氧化材料是由50-80份的金属硅粉、10-30份的锆英石粉和10-20份的熔融石英粉组成；具体的制备方法为：首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

所述金属硅粉的粒度≤0.1mm，所述锆英石粉的粒度≤0.088mm，熔融石英粉的粒度≤0.088mm。

本发明提出的一种防氧化碳化硅窑的制备方法，通过在碳化硅窑具表面压制一层与碳化硅窑具结合紧密的防氧化材料实现的；碳化硅窑具都是在氮气气氛下高温烧成的，金属硅在此条件下被氮化形成氮化硅，在碳化硅窑具表面形成氮化硅结合碳化硅材料可提高结合强度，且二者的热膨胀系数接近不易开裂；另外，氮化硅材料的抗氧化性能优于碳化硅材料，可以提高碳化硅材料的抗氧化性能；选用锆英石粉和熔融石英粉为原料可以使材料在高温下烧结更加致密，阻止氧气的渗透从而提高碳化硅窑具的抗氧化性能。

本发明碳化硅窑具表面覆层的有益效果是：

1）抗氧化能力强。氮化硅材料比碳化硅材料具有更高的耐高温和抗氧化性能，熔融石英在高温下易相变和烧结可以使表层材料的致密度提高阻止氧的进入。

2）表层防氧化材料与碳化硅基体结合力强。防氧化材料和碳化硅窑具坯体一起压制成型和烧成的方法，比传统的在碳化硅窑具表面涂覆一层防氧化涂层的方法，具有更强的结合力，二者在烧制的过程中相互渗透融为一体，因此不以开裂。

3）碳化硅窑具使用寿命长。碳化硅窑具不易被氧化，且表层致密度高不易脱落，可有效提高碳化硅窑具的使用寿命。

具体实施方式

结合给出的实施例对本发明加以说明：

实施例1：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由80份的金属硅粉、10份的锆英石粉和10份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

实施例2：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由50份的金属硅粉、30份的锆英石粉和20份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

实施例3：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由70份的金属硅粉、20份的锆英石粉和10份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

实施例4：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由60份的金属硅粉、20份的锆英石粉和20份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

实施例5：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由65份的金属硅粉、25份的锆英石粉和10份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。

实施例6：一种防氧化碳化硅窑具的制备方法，所述碳化硅窑具的制备方法就是在传统碳化硅窑具坯体表面再压制一层防氧化材料，防氧化材料是由55份的金属硅粉、25份的锆英石粉和20份的熔融石英粉组成。首先将混合好的防氧化材料粉料均匀铺撒于碳化硅窑具原料表面，轻轻压下，使防氧化粉料与碳化硅原料有一定的结合；然后按照碳化硅窑具的成型压力和方式压制，最后将压制好的坯体按着碳化硅窑具的干燥和烧成方式烧成，即得到防氧化碳化硅窑具。