锂辉石优化堇青石-莫来石质匣钵抗侵蚀涂层的研究

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2026.03.007

耐火材料 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (3): 221-226.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2026.03.007

锂辉石优化堇青石-莫来石质匣钵抗侵蚀涂层的研究

苏钰洺¹⁾, 王义龙²⁾, 朱子硕¹⁾, 杨连弟²⁾, 刘清华¹⁾, 庆达²⁾, 王健²⁾, 吴锋¹⁾, 韩露¹⁾

1)辽宁科技大学辽宁鞍山 114051;
2)唐山国亮新能源研究院有限公司河北唐山 063000

收稿日期:2025-06-25 出版日期:2026-06-15 发布日期:2026-06-23
通讯作者: 韩露,男,1983年生,博士,教授。E-mail:hanlu@ustl.edu.cn
作者简介:苏钰:男,1998年生,硕士研究生。E-mail:sym15367@163.com

Influence of lithium feldspar content on erosion-resistant coating performance for the sintering of layered oxides

Su Yuming, Wang Yilong, Zhu Zishuo, Yang Lianti, Liu Qinghua, Qing Da, Wang Jian, Wu Feng, Han Lu

First author’s address:School of Materials and Metallurgy, University of Science and Technology Liaoning, Anshan 114051, Liaoning Province, China

Received:2025-06-25 Online:2026-06-15 Published:2026-06-23

摘要/Abstract

摘要： 针对堇青石-莫来石体系匣钵在高温热碱侵蚀环境中易结构粉化的问题,以板状刚玉、锆英砂、广西白泥和二氧化钛为原料,通过引入锂辉石(质量分数分别为0、25%、30%、35%、40%)调控釉浆配方,构建了Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂体系高温抗侵蚀涂层,喷涂于莫来石-堇青石质基体上,经1 345 ℃保温4 h热处理制备致密化抗侵蚀涂层。结果表明:涂层中的锂辉石通过促进透锂长石与β -方石英所形成液相包裹的莫来石晶柱的形成,增强了匣钵的抗侵蚀性,同时在正极材料前驱体烧结过程中涂层表面形成的硅铝酸钠相界面反应层进一步提升匣钵的抗侵蚀性;此外,锂辉石引入量为25%(w)的匣钵的复合强度达到14.3 MPa,较其他配方涂层的匣钵均有提升,基体显气孔率较未引入锂辉石的试样降低18.5%;30次高温循环后仍保持基体结构完整性,无裂纹扩展迹象;该涂层技术可将匣钵使用寿命延长3倍以上,为高腐蚀性正极材料烧结装备的界面防护提供了兼具经济效益与工程适用性的解决方案。

关键词: 匣钵, 防护涂层, 锂辉石, 抗侵蚀性

Abstract: To address the issue of structural pulverization of cordierite-mullite system crucibles in high-temperature alkaline environments,a Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂ high-temperature erosion-resistant coating was developed by using tabular alumina,zircon sand,Guangxi white mud,and titanium dioxide as raw materials and adjusting the glaze slurry formula by introducing spodumene at mass fractions of 0,25%,30%,35%,and 40%.The coating was sprayed onto a mullite-cordierite substrate to prepare a densified erosion-resistant coating.The results showed that the spodumene in the coating enhanced the crucible's erosion resistance by promoting the formation of mullite crystal columns encapsulated by the liquid phase formed by leucite and β-quartz.Additionally,the sodium aluminosilicate phase interface reaction layer formed on the coating surface during the sintering of the cathode material precursor further improved the crucible's erosion resistance.Moreover,the crucible with a 25% (w) spodumene introduction in the coating formula achieved a composite strength of 14.3 MPa,which was higher than that of crucibles with other coating formulas.The apparent porosity of the substrate was reduced by 18.5% compared to the sample without spodumene introduction.After 30 high-temperature cycles,the substrate structure remained intact without any signs of crack propagation.This coating technology can extend the service life of the crucible by more than three times,providing an economically viable and engineering-applicable solution for the interface protection of high-corrosion cathode material sintering equipment.

Key words: Saggar, Coating, Lithium feldspar, Anti-erosion

中图分类号:

TQ175

苏钰洺, 王义龙, 朱子硕, 杨连弟, 刘清华, 庆达王健, 吴锋, 韩露. 锂辉石优化堇青石-莫来石质匣钵抗侵蚀涂层的研究[J]. 耐火材料, 2026, 60(3): 221-226.

Su Yuming, Wang Yilong, Zhu Zishuo, Yang Lianti, Liu Qinghua, Qing Da, Wang Jian, Wu Feng, Han Lu. Influence of lithium feldspar content on erosion-resistant coating performance for the sintering of layered oxides[J]. Refractories, 2026, 60(3): 221-226.

参考文献

[1] 战令浩,王锦坤,谢乐琼,等.锂离子电池正极材料烧结用匣钵研究进展[J]. 电池工业,2024,28(6):340-345.
[2] 阮艳莉,郑斌,刘萍.钠离子电池正极材料Na(Mn_0.4Fe_0.2Ni_0.35Mg_0.05)O₂的制备及电化学性能研究[J]. 现代化工,2016,36(7):95-99.
[3] 彭金琦,雷辉聪,黄潇阳,等.锂离子电池正极用匣钵耐火材料研究进展[J]. 耐火材料,2025,59(06):542-546.
[4] 吴琳琳,孙振华,王晨晔,等.含锂侵蚀产物对莫来石-刚玉质匣钵性能的影响[J]. 有色金属(冶炼部分),2025(7):59-67.
[5] 廉晓庆,陈张乐,王勃扬,等.莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石多孔陶瓷制备[J]. 耐火材料,2023,57(1):65-69.
[6] 蔡玮,鞠茂奇,陈金凤,等.SiO₂微粉添加量对Al₂O₃-SiO₂质喷涂料性能的影响[J]. 耐火材料,2023,57(3):241-244.
[7] 张艳利,王海梅,王冠,等.耐火材料用新型涂层改性方法的研究进展[J]. 耐火材料,2018,52(4):310-314.
[8] 冷臻,林贤坤,梁兴华,等.等离子喷涂氧化铝涂层的制备及微观结构研究[J]. 广西科技大学学报,2023,34(2):116-121.
[9] 马沛莹,韩日飞,张鑫,等.锂电池正极材料烧结用匣钵防护涂层制备与性能研究[J]. 热喷涂技术,2023,15(3):91-98.
[10] 刘燕,桑绍柏,武奇,等.玻璃陶瓷涂层对轻量莫来石-碳化硅材料抗碱侵蚀性能的影响[J]. 硅酸盐学报,2021,49(12):2751-2759.
[11] 罗民华,周健儿,王婷.锂辉石对堇青石多孔陶瓷性能的影响[J]. 中国陶瓷,2012,48(1):18-19+41.
[12] 魏闯,康鑫,何思瑶,等.锂辉石对堇青石-莫来石质匣钵材料性能的影响[J]. 中国陶瓷,2021,57(11):40-45.
[13] 曹爱红.锂辉石对陶瓷烧结性能的影响[J]. 中国陶瓷,2006,42(7):30-32.
[14] 何思瑶,魏闯,康鑫,等.锂辉石含量对煅烧钴酸锂正极材料用匣钵材料性能的影响[J]. 材料导报,2023,37(22):5-10.

[1]	张成成, 樊文军, 吴琦, 辛文彬邓永春, 刘中兴, 赵二雄. LaAlO₃材料的抗LiF侵蚀性能研究[J]. 耐火材料, 2026, 60(3): 216-220.
[2]	朱子硕, 王义龙, 苏钰洺, 杨连弟, 刘清华, 庆达, 王健, 吴锋, 韩露. 原位生成堇青石对堇青石-莫来石质匣钵的影响[J]. 耐火材料, 2026, 60(2): 141-145.
[3]	宋博, 田琳, 田超, 李国华, 姜雨涵, 丁云锴. 硅烷偶联剂添加量对钢包用抗侵蚀涂层性能的影响[J]. 耐火材料, 2026, 60(1): 43-47.
[4]	朱子硕, 王义龙, 苏钰洺, 杨连弟, 刘清华, 庆达, 王健, 吴锋, 韩露. 锂离子电池三元正极烧成用堇青石-莫来石匣钵研究进展[J]. 耐火材料, 2026, 60(1): 88-92.
[5]	彭金琦, 雷辉聪, 黄潇阳, 黄仲, 张海军. 锂离子电池正极用匣钵耐火材料研究进展[J]. 耐火材料, 2025, 59(6): 542-546.
[6]	董雨晨, 张三华, 秦红彬, 李鹏鑫, 曹迎楠. 铝硅系耐火浇注料抗铝灰侵蚀性能研究[J]. 耐火材料, 2025, 59(5): 422-426.
[7]	姚丽君, 王官煜, 尹致远, 王志鹏, 温天朋. 锂离子电池正极材料用CA₆匣钵的改性研究[J]. 耐火材料, 2025, 59(4): 311-316.
[8]	姜悦纳, 叶欣健, 陶天一, 杨梦瑶, 林凡凯, 郑晓洪, 孙振华, 吴小文, 黄朝晖. 废旧锂电有价元素提取热处理炉用SiC-Si₃N₄-C质耐侵蚀材料研究[J]. 耐火材料, 2025, 59(3): 224-228.
[9]	韦锦涛, 罗益欣, 杨博林, 刘正龙, 邓骆鹏余超, 邓承继, 王周福, 丁军. La₂O₃对MgO-Mg₂SiO₄质耐火材料力学性能及抗渣侵蚀性的影响[J]. 耐火材料, 2025, 59(2): 111-117.
[10]	薛军柱, 刘光平, 陈俊峰, 魏国平, 程亚苹, 鄢文, 李楠. 尖晶石加入量对刚玉-尖晶石浇注料显微结构和性能的影响[J]. 耐火材料, 2025, 59(2): 155-161.
[11]	罗益欣, 王杏, 刘正龙, 余超, 邓承继, 丁军. h-BN对低碳Al₂O₃-C耐火材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2025, 59(1): 13-18.
[12]	李睿, 宋博, 马淑龙, 高长贺, 田琳, 李国华, 张馥溶. 表面改性剂对水泥窑用抗侵蚀涂层性能的影响[J]. 耐火材料, 2025, 59(1): 59-64.
[13]	屈超, 李杭, 黄潇阳, 张海军, 张少伟. 水泥回转窑用耐火材料研究进展[J]. 耐火材料, 2025, 59(1): 87-92.
[14]	付琪琪, 赵庆彬, 张利新, 邓俊杰, 何旭辉, 陈留刚. 烧结铬刚玉在陶瓷电熔炉中应用的可行性研究[J]. 耐火材料, 2024, 58(6): 506-512.
[15]	孙华云. 低品位蓝晶石制备锂离子电池窑炉用莫来石轻质隔热材料[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 155-160.

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