非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法
2023-10-10 06:06:49 1
專利名稱：非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法
技術領域：
本發明涉及的是非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法目前，國內生產以碳為著色劑的黑色陶皆使用「滲碳法」，即材料坯在氧化氣氛中，逐步加熱坯件至800～1150℃之間，燒結後逐步冷卻；然後再在還原氣氛下，採用氣化有機物發煙的「燻黑法」生產。這種煙燻法只能生產黑皮灰陶或黑皮紅陶器皿，且密度、硬度較低；不能燒制超高溫碳化材料為其他領域所使用。
本發明的目的是採用非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法，克服現有生產方法的缺點。
本發明的方法是以陶土、瓷土或其他巖性材料經粉碎後作為碳化陶瓷的基料，均勻和入基料總量的0.5～80％非氣化揮發性含碳有機化合物或工業親水性碳粉；然後粉碎加水製成坯件。
將完全乾燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯中至燒成。
本發明的製造方法的具體步驟及原理詳細描述如下1.配料以陶土、瓷土或其他巖性材料經粉碎後作為碳化陶瓷的基料，視碳化陶瓷材料的不同用途，均勻和入基料總量的0.5～80％非氣化揮發性含碳有機化合物或工業親水性碳粉作為碳化劑，然後粉碎加水製成坯件。
2、燒制a.窯具採用中國自宋代起，為提高瓷器質量開始使用的匣體燒制。
b.方法將完全乾燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋。匣體內除底部有小孔之外，相對保持密封不透空氣狀態。視燒制特殊材料的需要，裝窯之前，除匣底盛放除氧劑之外，匣內同時可充進二氧化碳、氮氣或惰性氣體，再用石臘封住底部進出氣小孔。最後以若干個匣體錯位疊放裝滿整個窯體內腔進行燒制。
燒制時，當匣體內的坯件溫度達到500℃左右時，除氧劑去除了匣體中的游離氧，因坯體中除少量碳酸鹽在高溫的作用下開始折出二氧化碳氣體之外，含碳有機化合物分解釋放出可燃性氣體和水蒸汽，從而使匣體內的小環境初步成為一個弱還原氣氛；此時的坯件開始變為黃褐色。當匣內溫度達至700度左右時，還原氣氛除得到進一步加強之外，坯件內含碳有機化合物也完成了脫水並折出遊離碳而轉為通體黑色的碳化過程。以普通陶土作基料時，溫度在900～1150度之間，碳化陶完成燒結；當以二氧化鋁為主要成份的瓷土作基料時，溫度達1320度左右時，碳化瓷完成燒結。用其他基料燒制特殊用途的碳化陶瓷材料時，視其基料和匣體的耐溫程度，可將溫度提高到1500℃左右，適當控制降溫速度，可得到結晶較好的碳化陶瓷材料。
碳化陶瓷燒成之後，在窯體全面降溫的條件下，匣體內氣體因溫度降低發生收縮現象而形成負壓，造成外界空氣的進入，由於進出氣孔由除氧劑所覆蓋，限止了游離氧的再進入，從而避免發生燒成材料在高溫下被氧化的現象。
本發明製造方法的效果有以下幾點1.在材料燒結溫度達到的前提下，燒制簡單，成功率很高；2.視基料和匣體的耐高溫性能，可燒制超高溫碳化陶瓷材料；3.由於採用含碳有機化合物為碳化劑，所以燒制的成品具有耐光、耐腐蝕作用，同時也屬於無重金屬、無毒害產品；4.由於燒制過程中，無須洇水，一次性高溫燒成，故可以採用現代流水線工業化生產。
權利要求
1.非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法，其特徵在於以陶土、瓷土或其他巖性材料經粉碎後作為碳化陶瓷的基料，均勻加入基料總量的0.5～80％非氣化揮發性含碳有機化合物或工業親水性碳粉，然後粉碎加水製成坯件。
2.根據權利要求1所述的非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法，其特徵在於將完全乾燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯中至燒成。
全文摘要
本發明涉及的是非滲碳法碳化陶瓷材料製造方法。其特徵在於以陶土、瓷土或其他巖性材料經粉碎後作為碳化陶瓷的基料，均勻加入基料總量的0.5～80％非氣化揮發性含碳有機化合物或工業親水性碳粉，然後粉碎加水製成坯件，將完全乾燥的坯件；裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯燒制。用本法製造碳化陶瓷材料具有燒制窯型多樣化、簡單、成功率高；產品具有耐光、耐腐蝕、高密度特點；可超高溫燒制和工業化生產；同時也屬於無重金屬、無化學毒害產品。
文檔編號C04B33/13GK1524822SQ0310654
公開日2004年9月1日 申請日期2003年3月1日 優先權日2003年3月1日
發明者俞洪順 申請人:俞洪順