本發明公開了一種高韌性耐火材料及其制備工藝，其耐火材料由氧化鋁?氧化硅混合粉體、氧化鈣、氧化鎂、氧化錳、氧化鈦、五氧化二鈮和增韌纖維等原料制得，其制備步驟為將上述原料混合后在無水乙醇中球磨混球磨混合后將原料烘干，之后干壓成型，制得耐火材料生坯；然后進行燒結，燒結完成后自然冷卻至室溫，制得高韌性耐火材料。本發明制得耐火材料具有較高的斷裂韌性，同時具有優良的抗熱震性能；采用纖維增強的方式改善耐火材料的斷裂韌性，同時所采用的纖維由鋁礬土利用后的尾礦赤泥制得，在增強耐火材料斷裂韌性的同時解決了尾礦污染，減少了資源消耗耐火材料制備方法簡單，容易在現有設備上進行生產。

技術領域

本發明涉及耐火材料技術領域，尤其是涉及一種高韌性耐火材料及其制備工藝。

背景技術

在傳統意義上，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的無機非金屬材料，它是為高溫技術服務的基礎材料，是用作高溫窯爐等熱工設備的結構材料，以及工業高溫容器和部件的材料，并且能夠承受相應的物理化學變化及機械作用。

大部分耐火材料是以天然礦石（如耐火粘土、硅石、菱鎂礦、白云石）為原料制造的，采用某些工業原料和人工合成原料（如工業氧化鋁、碳化硅、合成莫來石、合成尖晶石等）也日益增多，因此，耐火材料的種類很多。耐火材料按照礦物組成可以分為氧化硅質、硅酸鋁質、鎂質、白云石質、橄欖石質、尖晶石質、含碳質、含鋯質耐火材料及特殊耐火材料；按照制造方法可以分為天然礦石和人造制品；按其方式可分為塊狀制品和不定形耐火材料；按照熱處理方式可分為不燒制品、燒成制品和熔鑄制品；按照耐火度可分為普通、高級和特級耐火制品；按照化學性質可分為酸性、中性及堿性耐火材料；按照其密度可分為輕質及重質耐火材料；按照其制品的形狀和尺寸可分為標準磚、異形磚、特異形磚、管和耐火器皿；還可以按其應用分為高爐用、水泥窯用、玻璃窯用、陶瓷窯用耐火材料等。

無機非金屬材料的機械韌性較差是無機非金屬和材料中普遍存在的一個問題，作為同屬無機非金屬材料的耐火材料，其機械韌性也較差，雖然在使用過程中耐火材料幾乎不需要進行移動，但是其較差的機械韌性也影響到了其高溫時候的抗熱震性能，在急冷急熱和使用的間隙由于較大的溫差耐火材料極易在熱脹冷縮作用下發生開裂、剝落等影響耐火材料完整性的情況，降低了耐火材料的使用壽命；同時對于那些需要經常進行移動的耐火材料制品，其較差的機械韌性則會大大增加耐火制品的損壞率，影響其日常使用。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種具有良好機械韌性，同時具有良好抗熱震性能的抗斷裂耐火材料；

本發明還提供了一種工藝步驟簡單明了的抗斷裂耐火材料的制備工藝。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種高韌性耐火材料，由以下原料制得：氧化鋁-氧化硅混合粉體100份，氧化鈣8～10份，氧化鎂6～8份，氧化錳2～3份，氧化鈦3～4份，五氧化二鈮1～2份，增韌纖維10～15份。

氧化鋁與氧化硅體系的無機氧化物會形成莫來石相，莫來石是一種具有較高熔點的無機化合物，其熔點在1850℃以上，硅鋁氧化物體系是一個常見且優良的耐火材料體系，同時氧化鎂、氧化鈣也是具有較高熔點的無機氧化物，與硅鋁系氧化物反應形成固溶體可以增進耐火材料的耐火度，但是由于硅鋁系氧化物和氧化鎂、氧化鈣等原料的反應溫度較高，使得耐火材料的合成溫度較高，能耗也很大，為了在不影響耐火度或較小影響耐火度的前提下適當降低合成溫度，因此在原料中再添加具有降低合成溫度的燒結助劑，氧化錳、氧化鈦和五氧化二鈮是一些具有良好性能的燒結助劑，在少量添加的情況下即可以顯著的降低耐火材料的合成溫度，同時這三種燒結助劑的加入也不會像鉀鈉系燒結助劑一樣對耐火度造成一個較大的影響。

作為優選，氧化鋁-氧化硅混合粉體中，氧化硅為30～35mol%，余量為氧化鋁。