技术摘要：
一种强耐蚀材料及其制备方法，该材料组分包括：ZnCr2O4尖晶石、添加剂、粘结剂；添加剂的加入总量为0wt.％～40wt.％；添加剂为氧化镍、氧化铜中的一种或两种复合物；粘结剂的加入量为ZnCr2O4尖晶石与添加剂总量的0.5wt.％～2wt.％，本发明还提供了该强耐蚀材料的制备方  全部
背景技术：
陶瓷材料因具有良好的耐蚀性、热稳定性，而常作为耐蚀内衬材料应用于各个行 业中。其中在铝电解槽中，特别是在其电解质液面之下，由于槽内电解温度较高、电解质腐 蚀性较强、电解质冲刷等特点，常用的陶瓷材料很难满足服役环境的要求。 文献报道了碳化硅结合碳化硅材料，在缺少炉帮保护的条件下，材料中的硅元素 很容易与电解质中的氟离子发生反应，导致在材料表面发生化学反应，加速材料在电解质 中的溶解，并且由于碳化硅是良好的半导体材料，因此该碳化硅结合氮化硅复合材料仍具 有一定导电性，不能满足绝缘性能要求。碳质材料虽然具有与电解质不润湿的特点，但是材 料本身具有良好的导电性，不能满足绝缘性能要求。氧化物(分为金属氧化物和尖晶石型复 合氧化物两种材料体系)因兼具经济性和耐蚀性，而成为铝电解槽用耐蚀材料的候选材料。 常用的氧化铝或以氧化铝为主的材料(如镁铝尖晶石)，虽然具有良好的绝缘性和减少铝液 污染等优点，但是，若电解质中氧化铝不饱和或局部不饱和，该材料中的氧化铝会加速溶解 到电解质中。另外有报道铁酸盐尖晶石是惰性阳极的理想候选材料，也可能适用于电解质 液面之下的耐蚀材料，但是铁酸盐尖晶石具有一定的导电性，且溶解于电解质中的碳元素 可将材料中金属元素还原出来，在材料表面形成金属相，导致材料加速腐蚀，因此也不能成 为电解质液面之下理想的耐蚀材料。 到目前为止，各国学者对铝电解槽用耐蚀材料进行了一些研究，形成了若干文献 和专利。专利CN  102674857B发明了一种铝电解槽用镁质复合耐蚀材料的制备方法，其技术 方案是以60～80wt％的镁砂颗粒和20～40wt％的轻烧氧化镁细粉为原料，外加所述原料 1.5～5.0wt％的聚乙烯醇和2～20wt％的氧化物添加剂细粉，混合均匀，压制成型，在300℃ ～600℃条件下保温3～9h，再于1350℃～1750℃的条件下保温2～8h，冷却；然后将烧成制 品进行机械加工，即得铝电解槽用镁质复合材料。该发明所制备的镁质复合材料具有成本 低廉、导热系数较低、抗氧化性能和抗电解质侵蚀性能优良的特点。 专利CN  102267815B发明了一种铝电解槽用耐蚀材料及其制备方法。其技术方案 是：以60～72wt％的刚玉颗粒、22～35wt％的镁铝尖晶石细粉和2～10wt％的α-Al2O3微粉 为原料，外加0.5～4.0wt％的TiO2微粉和0.5～2.0wt％的聚乙烯醇，混合均匀，压制成型， 在400～600℃条件下处理4h～8h，然后在1350～1650℃的条件下烧成，保温3h～6h，即得铝 电解槽的侧壁用耐火材料。该发明所制备的铝电解槽的侧壁用耐火材料具有优良的抗氧化 性能和抗电解质侵蚀性能的特点。 专利CN  201210265749.X一种铝电解槽用阻流块，其制备原料包括板状刚玉、尖晶 石细粉、镁砂细粉、氧化铝微粉和纯铝酸钙水泥，所述原料及按重量百分比的组成比例为： 板状刚玉70～85％、镁砂细粉8～15％、氧化铝微粉4～13％、铝酸钙水泥1.5～6％、尖晶石 细粉0.5～3％、电熔氧化锆0.5～1％，上述原料总量为100％，外加防爆纤维0.02～0.2％、 3 CN 111548141 A 说　明　书 2/5 页 缓凝剂0.1～0.3％。 上述发明专利中，所采用的氧化铝、氧化镁原料，在电解质中的溶解度较高(Al2O3： ～6wt.％；MgO：1wt.％)，以此为耐蚀材料或者作为耐蚀材料的组分，都很难保障在电解质 中长时间服役。另外专利中采用的铝酸钙水泥结合剂，也容易与电解质中的AlF3发生反应， 不能保证阻流块材料在电解质中长效服役。
技术实现要素：
针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种新型强耐蚀材料及其制备方法， 不仅具有良好的耐蚀性，而且还具有绝缘性，满足新型强耐蚀材料使用性能要求。 本发明是通过以下技术方案实现的。 一种强耐蚀材料，其特征在于，所述材料的组分包括：ZnCr2O4尖晶石、添加剂、粘结 剂；所述添加剂的加入总量为0wt.％～40wt.％；所述添加剂为氧化镍、氧化铜中的一种或 两种复合物；所述粘结剂的加入量为ZnCr2O4尖晶石与添加剂总量的0.5wt.％～2wt.％。 进一步地，所述ZnCr2O4尖晶石由摩尔比1：1的氧化锌和氧化铬合成获得。 进一步地，所述添加剂为氧化镍、氧化铜两种复合物时，所述氧化镍、氧化铜按照 质量比为1:1加入。 进一步地，所述粘结剂为PVA(聚乙烯醇)、CMC(羧甲基纤维素)、PEG(聚乙二醇)中 的一种。 进一步地，所述材料的组分粒度分别为：ZnCr2O4尖晶石D50为0.8μm～100μm，氧化 镍的D50为0.3μm～100μm，氧化铜的D50为0.3μm～100μm。 进一步的，所述材料的密度为3.0～5.5g/cm3，抗折强度为15MPa～200MPa。 进一步的，所述材料制成的成品形状是长方体、正方体、圆柱体中的一种。 一种强耐蚀材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将ZnCr2O4尖晶石与添加剂均匀混合，加入粘结剂，并进行湿法球磨、烘干、手工造 粒工序，成型至生坯，置于高温炉中进行烧结，冷却，最终得到成品。 进一步地，将氧化锌和氧化铬按照化学计量比(摩尔比)1:1合成ZnCr2O4尖晶石。 进一步的，所述的成型方式是一次干压成型或冷等静压干压成型，或先干压成型、 再进行冷等静压干压成型处理。 进一步地，所述的烧结环节：温度为1500℃～1650℃，保温时间为3h～6h；所用的 烧成气氛为空气气氛、真空、还原气氛、弱还原气氛中的一种。 进一步地，所述的冷却速率控制在2～6℃/min之间。 进一步的，所述材料主要用于铝电解行业，特别是电解质液面之下，且起绝缘作用 的强耐蚀材料，也可适用于阻流材料。 本发明从材料的耐腐蚀机理以及服役环境出发，以实验室动态搅拌化学腐蚀实验 为材料腐蚀性能的评估方法，通过对候选材料进行对比测试和分析，最终确定适用于在电 解质液面之下ZnCr2O4尖晶石材料。该材料具有极低的金属元素溶解量(24h动态腐蚀结果为 Zn：0.017wt.％；Cr：0.011wt％)和极低腐蚀速率0.02cm/a。另外，由于ZnCr2O4尖晶石A位中 的Zn元素(0.017wt％)相对于B位中的Cr(0.011wt％)金属元素优先腐蚀，所以为了进一步 提升材料的耐蚀性，遴选在电解质中具有较低溶解度的金属氧化物作为添加剂，从而确定 4 CN 111548141 A 说　明　书 3/5 页 NiO、CuO以外加剂的形式进入ZnCr2O4尖晶石A位中，形成ZnCr2O4-X(X为NiO，或者CuO，或者 两者按质量比1:1比例的混合物)强耐蚀材料，可强化Zn元素在尖晶石中稳定性，有效降低 ZnCr2O4尖晶石材料的腐蚀速率(24h动态腐蚀结果为Zn：＜0.001wt.％；Cr：0.005wt％，该材 料的腐蚀速率为0.024cm/a～0.045cm/a)，其耐蚀性优于现有技术，并适用于电解质液面之 下的耐蚀材料，特别是阻流材料。 本发明的有益技术效果，本发明提供一种新型的在电解质和铝液中具有强耐蚀材 料及其制备方法，解决了现有耐蚀材料在服役过程中不耐蚀的问题，通过腐蚀试验证实该 材料具有极低的腐蚀速率，具备良好的耐蚀性。 附图说明 图1是本发明的新型强耐蚀材料的显微组织结构图； 图2是本发明的新型强耐蚀产品的示意图。