公开(公告)号：CN117401987A

公开(公告)日：2024-01-16

申请号：CN202311263798.4

申请日：2023-09-27

申请人： 北京科技大学 ,  中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

发明人： 李勇 ,  韩基铄 ,  李红霞 ,  马晨红

IPC分类号： C04B35/66 ,  C04B35/565

摘要： 本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种高炉用不烧Al‑SiC耐火材料及其制备方法。所述Al‑SiC耐火材料包括如下原料组成：60～97wt％的碳化硅，2～25wt％的金属铝粉，1～15wt％的碳黑，外加3～5wt％的酚醛树脂作为结合剂。将上述原料与结合剂经配料并均匀混合后，机压成型并于220℃～300℃干燥12h～48h，制得不烧Al‑SiC耐火材料。本发明针对现有技术中高炉用Si3N4‑SiC耐火材料中Si3N4作为结合相在长期服役过程中失效以及SiC基耐火材料制备工艺复杂化的问题，创新性地将Al引入到SiC基体，利用Al的高温活性，能够在其服役过程中与高炉中主要气氛(N2(g)+CO(g))反应进一步原位转化为高性能的AlN并固溶到SiC基体中，使其与SiC稳定结合，以解决耐火材料制备绿色化以及高炉用SiC基耐火材料长寿化的问题。

公开(公告)号：CN114455941B

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202210062543.0

申请日：2022-01-19

申请人： 北京科技大学 ,  中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

发明人： 李勇 ,  岳茜 ,  马晨红 ,  李红霞

IPC分类号： C04B35/103

摘要： 一种高炉用硅‑刚玉‑高钛莫来石复合耐火材料及制备方法，属于耐火材料领域。以金属硅粉、高钛电熔莫来石以及板状刚玉为原料，树脂粉与乙二醇作为结合剂。其中电熔莫来石原料中的钛以Ti2O3独立相的形式存在。生产时按配比称取原料，经混炼得到泥料，压制成型，在1100～1450℃、N2气氛且有固态碳存在的条件下烧结6～12h。得到的该产品显气孔率10～20％、体积密度2.70～3.05g/cm3、常温耐压强度70～230MPa，具有良好的抗热震性能、抗侵蚀性能。本发明制备的高炉用硅‑刚玉‑高钛莫来石复合耐火材料，利用了过渡塑性相工艺，在耐火材料中加入金属硅粉，原位生成了性能优异的非氧化物增强相(SiC、O’‑Sialon)，无需另外加入钛源，就可在复合材料中原位生成具有明显护炉效果的Ti(C,N)。

公开(公告)号：CN114455941A

公开(公告)日：2022-05-10

申请号：CN202210062543.0

申请日：2022-01-19

申请人： 北京科技大学 ,  中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

发明人： 李勇 ,  岳茜 ,  马晨红 ,  李红霞

IPC分类号： C04B35/103

摘要： 一种高炉用硅‑刚玉‑高钛莫来石复合耐火材料及制备方法，属于耐火材料领域。以金属硅粉、高钛电熔莫来石以及板状刚玉为原料，树脂粉与乙二醇作为结合剂。其中电熔莫来石原料中的钛以Ti2O3独立相的形式存在。生产时按配比称取原料，经混炼得到泥料，压制成型，在1100～1450℃、N2气氛且有固态碳存在的条件下烧结6～12h。得到的该产品显气孔率10～20％、体积密度2.70～3.05g/cm3、常温耐压强度70～230MPa，具有良好的抗热震性能、抗侵蚀性能。本发明制备的高炉用硅‑刚玉‑高钛莫来石复合耐火材料，利用了过渡塑性相工艺，在耐火材料中加入金属硅粉，原位生成了性能优异的非氧化物增强相(SiC、O’‑Sialon)，无需另外加入钛源，就可在复合材料中原位生成具有明显护炉效果的Ti(C,N)。

公开(公告)号：CN117401988A

公开(公告)日：2024-01-16

申请号：CN202311263799.9

申请日：2023-09-27

申请人： 北京科技大学 ,  中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司

发明人： 李勇 ,  韩基铄 ,  李红霞 ,  马晨红

IPC分类号： C04B35/66 ,  C04B35/565 ,  F27D5/00

摘要： 一种不烧Si‑SiC窑具及其制备方法，属于耐火材料领域。所述窑具由如下原料组成：75～97wt％的碳化硅、3～25wt％的硅粉，外加3～5wt％的酚醛树脂或糊精作为结合剂。将上述原料与结合剂经配料并均匀混合后，机压成型并于200℃～300℃干燥12h～48h，制得不烧Si‑SiC窑具。本发明针对现有技术中Si3N4结合SiC窑具在高温含氧气氛条件下服役时发生氧化进而导致窑具表面开裂、颗粒脱落等问题使其无法正常使用，将Si直接作为原料与SiC结合，使其在服役过程中利用Si的高亲氧性，优先发生氧化并逐渐转化为SiO2‑SiC窑具，解决了SiC基体氧化所带来制品开裂的问题，延长窑具的使用寿命。相较于目前Si3N4结合SiC窑具其复杂的制备工艺，本发明省去了传统窑具的预烧结工序，实现了绿色节能化制备SiC质窑具。

公开(公告)号：CN118084463A

公开(公告)日：2024-05-28

申请号：CN202311836402.0

申请日：2023-12-28

申请人： 北京科技大学 ,  锦州国泰实业有限公司

发明人： 马晨红 ,  李勇 ,  孙加林 ,  冯立 ,  白林 ,  徐久林

IPC分类号： C04B35/103 ,  C04B35/622 ,  C04B35/64

摘要： 本发明涉及一种TiN‑Al2O3复合材料及其制备方法，属于高温材料技术领域。所述TiN‑Al2O3复合材料包括如下质量百分比的组分：53％～95％的Al2O3、3％～45％的TiN，其余为杂质。将含钛刚玉(Ti2O3‑Al2O3)原料破碎处理，与碳粉按照质量百分比Ti2O3：C＝(4.0～6.0)：1.0进行称量，外加0.5～5％结合剂，混合均匀后压成球团；将球团置于石墨坩埚中，在中频炉内通入氮气利用电磁感应加热，加热时间为10～60min，温度为1400～2000℃。本发明利用电磁感应首先将石墨坩埚加热，当温度≥1400℃时，与石墨坩埚接触的球团首先发生还原氮化反应，生成TiN‑Al2O3复合材料；TiN具有良好的导电性，利用电磁感应进一步给新生成的TiN加热，促进内部球团的还原氮化反应，TiN向内逐层生成，直至反应结束。本发明制备方法简单，工艺流程短，效率高，原料丰富且性价比优。

公开(公告)号：CN116655360A

公开(公告)日：2023-08-29

申请号：CN202310585028.5

申请日：2023-05-23

申请人： 北京科技大学

发明人： 马晨红 ,  李勇 ,  仝尚好 ,  刘雷

IPC分类号： C04B35/105 ,  C04B35/622

摘要： 一种RH精炼炉用复合耐火材料及其制备方法，属于耐火材料领域。所述耐火材料包括如下原料组成：50～85wt.％刚玉、5～20wt.％铬铝合金粉、10～30wt.％镁砂，外加2～5wt.％结合剂。将上述原料与结合剂混合均匀后压制成型并干燥，得到AlCr‑MgO‑Al2O3复合坯体，于1200℃～1700℃空气气氛下烧成，制得MgAl2O4、MgCr2O4和MgAlON原位复合增强的Al2O3复合耐火材料，即MgAl2O4‑MgCr2O4‑MgAlON‑Al2O3复合耐火材料。本发明设计了无碳AlCr‑MgO‑Al2O3复合新体系，在高温下AlCr合金与O2、N2、MgO和Al2O3细粉发生反应，原位转化为MgAl2O4、MgCr2O4和MgAlON增强相，改善气孔结构，降低气孔孔径，提高了材料的抗侵蚀性能和抗介质渗透性能。

公开(公告)号：CN114149269A

公开(公告)日：2022-03-08

申请号：CN202111473931.X

申请日：2021-12-02

申请人： 北京科技大学

发明人： 李勇 ,  马晨红 ,  岳茜 ,  韩基铄

IPC分类号： C04B35/66 ,  C04B35/565 ,  C04B35/622

摘要： 本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种铝电解槽侧墙用AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料及其制备方法。所述AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料包括如下原料组成：65～90wt％的碳化硅、5～20wt％的铝粉、5～10wt％的硅粉、0～5wt％的碳粉，外加2～5wt％的结合剂。将上述原料与结合剂混合均匀后压制成型并干燥，得到低碳Al‑Si‑SiC复合坯体，于1450℃～2000℃埋碳气氛下烧成，制得AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料。本发明针对现有技术中铝电解槽用Si3N4‑SiC复合材料中的Si3N4结合相在服役过程中易与Al液、冰晶石等发生反应，导致材料结构破坏、使用性能大大降低，创新地在Si‑SiC复合体系中进一步引入金属Al，并在高温下原位合成化学稳定性更高、综合性能更优的AlN‑SiC固溶体结合相，制备新型AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料。

公开(公告)号：CN114149269B

公开(公告)日：2022-11-04

申请号：CN202111473931.X

申请日：2021-12-02

申请人： 北京科技大学

发明人： 李勇 ,  马晨红 ,  岳茜 ,  韩基铄

IPC分类号： C04B35/66 ,  C04B35/565 ,  C04B35/622

摘要： 本发明属于耐火材料领域，尤其涉及一种铝电解槽侧墙用AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料及其制备方法。所述AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料包括如下原料组成：65～90wt％的碳化硅、5～20wt％的铝粉、5～10wt％的硅粉、0～5wt％的碳粉，外加2～5wt％的结合剂。将上述原料与结合剂混合均匀后压制成型并干燥，得到低碳Al‑Si‑SiC复合坯体，于1450℃～2000℃埋碳气氛下烧成，制得AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料。本发明针对现有技术中铝电解槽用Si3N4‑SiC复合材料中的Si3N4结合相在服役过程中易与Al液、冰晶石等发生反应，导致材料结构破坏、使用性能大大降低，创新地在Si‑SiC复合体系中进一步引入金属Al，并在高温下原位合成化学稳定性更高、综合性能更优的AlN‑SiC固溶体结合相，制备新型AlN‑SiC固溶体结合SiC复合耐火材料。

公开(公告)号：CN112374472B

公开(公告)日：2022-04-29

申请号：CN202011113734.2

申请日：2020-10-17

申请人： 北京科技大学

发明人： 李勇 ,  郑清瑶 ,  李和祯 ,  马晨红 ,  孙加林

IPC分类号： C01B21/076 ,  C01F7/027 ,  C01G23/04

摘要： 本产品涉及一种氮化钛包覆Ti2O3复合Al2O3材料及其制备方法，属于材料领域。产品通过氮化金属铝还原钛精矿后的材料，得到了氮化钛包覆的复合材料。材料由Al2O3，TiO2，MgO，Fe2O3，CaO，SiO2，Na2O组成，其中：Al2O3的含量为70‑90％；TiO2的含量为5‑25％；MgO的含量为0‑15％；Fe2O3的含量为0‑15％；CaO的含量为0‑3％；SiO2的含量为0‑2％；Na2O的含量为0‑2％。氮化前产品的主要物相为Ti2O3和Al2O3，氮化后表面形成以氮化钛为主的包覆层，呈金黄色，内部物相为Ti2O3和Al2O3，呈黑色。体积密度在3.5‑5g/cm3之间。产品实现了矿渣的高效利用，得到了一种具有高性能和高应用价值的复合材料。同时具有环保意义和经济价值。

公开(公告)号：CN110436902A

公开(公告)日：2019-11-12

申请号：CN201910689672.0

申请日：2019-07-29

申请人： 北京科技大学

发明人： 李勇 ,  马晨红 ,  李宏宇 ,  薛文东

IPC分类号： C04B35/103 ,  C04B35/622 ,  C21C7/10

摘要： 本发明涉及一种RH精炼炉用SiC-AlN固溶体结合棕刚玉耐火材料及其制备方法，属于耐火材料领域。按质量百分比计，该复合材料的原料组成为60-88％的棕刚玉、1-20％的活性氧化铝、1-15％的铝粉、1-15％的硅粉、0-10％％的炭粉，外加2-7％的酚醛树脂为结合剂。生产时按配比将原料混合均匀，经混炼得到泥料，压制成型，在120℃-400℃下干燥5-30h，最后于1200-1800℃氮气气氛下烧成。该产品利用Al、Si、C及N2之间的反应在棕刚玉基体中原位合成SiC-AlN固溶体增强相，具有优良的性能：显气孔率3-12％、体积密度2.95-3.40g/cm3、常温耐压强度90-300MPa，高温抗折强度8-60MPa。本发明产品烧成时无需超高温和高压，原料价格低廉，大大降低了生产成本。本发明产品综合了金属、非氧化物和氧化物的优点，具有良好的抗热震性、抗侵蚀性及高温稳定性。