本發(fā)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。
背景技術：
在傳統(tǒng)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(yè)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(yè)原料和人工合成原料（如工業(yè)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(fā)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。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種具有較高耐火度并且具有優(yōu)良斷裂韌性的高韌性耐火材料，同時其制備過程中的生坯具有較高的機械強度。
為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂30～40份，五氧化二鈮1～2份，五氧化二鉭0.5～1份，粉料粘結劑1～3份，成型粘結劑0.2～0.5份。
在耐火材料體系中，鎂鋁尖晶石系耐火材料是一種重要的耐火材料。當氧化鎂和氧化鋁原料粉體中氧化鋁的摩爾百分比為50%左右時，經高溫處理后會生成穩(wěn)定的并具有極好耐高溫性能的鎂鋁尖晶石物相，同時氧化鋁含量越高，鎂鋁尖晶石相更穩(wěn)定；由于氧化鋁，特別是高純氧化鋁的成本是氧化鎂的兩倍甚至更多，因此在保證能夠生成穩(wěn)定鎂鋁尖晶石相的前提下盡量減少氧化鋁的添加量；本發(fā)明中氧化鋁的摩爾百分比在49.75～56.90%范圍內，經后續(xù)高溫處理后能夠生成足量并穩(wěn)定存在的鎂鋁尖晶石相，并能盡量降低生產成本。
鈮元素和鉭元素是元素周期表第vb族的元素，在元素周期表中這兩個元素上下緊挨，具有相類的性質，同樣其氧化物，五氧化二鈮和五氧化二鉭也具有相類的物理及化學性質；針對于本發(fā)明，五氧化二鉭和五氧化二鈮具有三個重要的特性，1.具有一定的耐高溫性能，添加到耐火材料中雖然是作為一種功能添加劑，即作為增韌劑添加，但是不會對耐火材料的耐火度產生較大的影響；2.這兩種氧化物具有較穩(wěn)定的性質，或者說在本發(fā)明的體系中較穩(wěn)定，不會與氧化鎂或者氧化鋁等產生反應，也不會發(fā)生固溶，能夠獨立的存在并起到增韌作用；3.該兩種氧化物顆粒都具有良好的機械力學性能，也即具有較好的拉伸性能，其添加后不僅能實現傳統(tǒng)的顆粒增韌的效果，還能使這種效果發(fā)揮到最佳，能夠更好的抑制材料內裂紋的擴散。但是這兩種氧化物也存在一定的問題，即五氧化二鉭雖然具有好的耐高溫性能，但是其拉伸性能較差，而五氧化二鉭雖然耐高溫性能略差，但是拉伸性能還不錯，因此需要將兩者按一定不利混合后進行添加，而五氧化二鈮占多數的配合方法對耐火材料的增韌效果更佳。
作為優(yōu)選，氧化鋁和氧化鎂的粒徑為4000～5000目。
作為優(yōu)選，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液。
聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液是指聚偏氟乙烯溶于n-甲基吡咯烷酮中獲得的溶液。
本發(fā)明中的粉料粘結劑用于將由五氧化二鈮和五氧化二鉭組成的增韌劑均勻的粘結到經造粒后的氧化鎂和氧化鋁粉體上?，F有技術中，粘結劑一般采用聚乙烯醇（pva）水溶液，但是聚乙烯醇是一種不耐高溫的有機高分子化合物，其熔點較低，分解溫度也較低，作為粘結劑添加到粉體中，在燒結階段需要在較低的溫度下進行排膠處理，在較低的溫度下排膠，容易造成粘結劑分解后的產物在粉料中的滯留時間過程，甚至對粉體產生較長時間持續(xù)的沖擊，造成制得的耐火材料力學性能的下降；聚偏氟乙烯是一種具有耐高溫特性的有機高分子化合物，相較于聚乙烯醇，其具有相對更高的熔點，相對更高的分解溫度，因此粉料排膠的溫度也可以相應的升高，排膠溫度升高后，分解產物也能更快地從粉體中排出，減少滯留粉體的時間，減少對制得耐火材料力學性能的影響。
作為優(yōu)選，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液。
聚乙烯醇乙醇溶液是指將聚乙烯醇溶于乙醇中獲得的溶液。
因為本發(fā)明中的粉料粘結劑在經過制備后全部位于顆粒內部，難以實現較好的顆粒間粘結，因此需要在加入成型粘結劑，由于只需起到顆粒之間的粘結作用，用量不必太多，添加0.1wt%左右即可實現顆粒間的粘結作用。
因此，本發(fā)明具有以下有益效果：
（1）本發(fā)明中，在制備耐火材料過程中，制得的生坯具有較好的機械性能，不易發(fā)生破碎等問題，良品率較高；
（2）本發(fā)明制得而得的耐火材料具有較高的斷裂韌性，能夠保證耐火材料的使用壽命，同時也能保證耐火材料的可靠性。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明。
顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂30份，五氧化二鈮1份，五氧化二鉭0.5份，粉料粘結劑1份，成型粘結劑0.2份；氧化鋁和氧化鎂的粒徑為4000目，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液；
將上述原料均勻混合成型并在1400℃下燒結8小時制得高韌性耐火材料。
實施例2
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂32份，五氧化二鈮1.5份，五氧化二鉭1份，粉料粘結劑1.5份，成型粘結劑0.4份；氧化鋁和氧化鎂的粒徑為4000目，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液；
將上述原料均勻混合成型并在1400℃下燒結8小時制得高韌性耐火材料。
實施例3
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂35份，五氧化二鈮.5份，五氧化二鉭0.75份，粉料粘結劑2份，成型粘結劑0.35份；氧化鋁和氧化鎂的粒徑為4500目，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液；
將上述原料均勻混合成型并在1400℃下燒結8小時制得高韌性耐火材料。
實施例4
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂38份，五氧化二鈮1.8份，五氧化二鉭0.6份，粉料粘結劑2.5份，成型粘結劑0.25份；氧化鋁和氧化鎂的粒徑為5000目，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液；
將上述原料均勻混合成型并在1400℃下燒結8小時制得高韌性耐火材料。
實施例5
一種高韌性耐火材料，主要由以下重量份的原料制得：
氧化鋁100份，氧化鎂40份，五氧化二鈮2份，五氧化二鉭1份，粉料粘結劑3份，成型粘結劑0.5份；氧化鋁和氧化鎂的粒徑為5000目，粉料粘結劑為5wt%的聚偏氟乙烯n-甲基吡咯烷酮溶液，成型粘結劑為5wt%的聚乙烯醇乙醇溶液；
將上述原料均勻混合成型并在1400℃下燒結8小時制得高韌性耐火材料。
效果測試：
將上述實施例中制得高韌性耐火材料進行相關性能測試；
耐火度測試采用gb/t7322-2007記載的方法進行，顯氣孔率采用gb/t5071-2013記載的方法進行，常溫耐壓強度采用gb/t5072-2008記載的方法進行，荷重軟化溫度采用gb/t5989-2008記載的方法進行，斷裂韌性采用本領域公知的senb法進行測試。
測試效果：
1.耐火度≥1850℃，最大使用溫度≥1800℃；
2.顯氣孔率≤6%；
3.常溫耐壓強度≥118mpa；
4.荷重軟化溫度≥1850℃；
5.斷裂韌性≥1.4mpa·m1/2。
應當理解的是，對于本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。