一種高溫陶瓷材料的製備方法
2023-05-07 06:42:56
專利名稱：：一種高溫陶瓷材料的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種耐高溫材料的製備工藝，特別是涉及一種高溫陶瓷材料的製備方法。
背景技術：
：耐高溫材料是工業熱能工程、航空、航天領域常用的材料，而目前用在測試煤炭、焦碳等物質的水分、灰分、揮發等分析的全自動分析儀器上的配套耐高溫產品，它們必須具備以下優點有較低的膨脹係數、體積穩定性好，且具有優良的抗熱震性。如全自動分析儀器上的高溫轉盤，需要在100(TC與冷水之間的冷熱循環大於20次而不破裂，且其的熱傳導率應當特別低，不高於2.1W/m'k，在110(TC以下應當沒有變化。而目前使用的這些配套的耐高溫產品，由於製備工藝不科學，致使生成的產品精密度低，從而化學穩定性低，存在耐酸、耐鹼、耐高溫熔體侵蝕等性能比較低的缺點，導致需要經常更換，浪費材料，增加了生產成本。
發明內容針對於此，本發明的目的在於，提供一種高溫陶瓷材料的製備方法，使製得的產品能在高溫下長期使用不變形、不破裂、具有優良的抗熱震性。為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為一種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程分別按照如下重量比稱取原料Si02為9599、A1203為15、粘結劑0.53;混勻，注入球磨機內球磨3045小時，將球磨後的混合料進行燒結，即得到該高溫陶瓷材料。優選的，所述原料的重量比分別為Si02為97、A1203為1.5、粘結劑1.5。優選的，所述粘結劑由重量比為0.51.5的糊精、23的羧甲基纖維素、2029的蒸餾水和10的10重量％阿拉伯樹脂溶液構成。優選的，所述球磨過程得到的顆粒為500目的佔30%、300目的佔20%，80目120目的佔50%。優選的，所述Si02原料預先處理(1)、Si(^原料經高溫煅燒，來去除原料中的易揮發的雜質，以及化學結合和物理吸附的水分或氣體有機物；(2)、晶型轉變高溫煅燒處理，將晶型為e-SiOj段燒成晶型為a-Si(^，球磨a-Si02至300目的細粉，再進行酸洗、烘乾、磁選，得到99%的高純矽粉；(3)、矽粉純化步驟(2)中高純矽粉再經175(TC的電弧爐熔融，得到純度含量不少於99.99%的高純a-Si(^，備用。優選的，所述球磨時間為38小時。與現有技術相比，本發明使用的工藝將混合的原料，採用球磨和燒結處理，即得到耐高溫材料產品，球磨處理更能確保產品的精密度，更方便，大大地提高了經濟效益和工作效率。採用本發明製備方法製得的產品，再製成各種耐高溫製品，如全自動分析儀器上的配套耐高溫產品，能在高溫下長期使用不變形、不破裂、具有優良的抗熱震性。具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本發明的保護範圍有任何的限制作用。實施例1—種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程1、Si02原料預先處理(1)、Si02原料經高溫煅燒，來去除原料中的易揮發的雜質，以及化學結合和物理吸附的水分或氣體有機物；(2)、晶型轉變高溫煅燒處理，將晶型為e-SiOj段燒成晶型為a-Si(^，球磨a-Si02至300目的細粉，再進行酸洗、烘乾、磁選，得到99%的高純矽粉；(3)、矽粉純化步驟(2)中高純矽粉再經175(TC的電弧爐熔融，得到純度含量不少於99.99%的高純"叫，備用;2、分別按照如下重量比稱取原料預先處理過的Si02為95、A1203為5、粘結劑0.5;混勻，注入球磨機內球磨45小時，得到的產品顆粒500目的佔30%、300目的佔20%，80目120目的佔50%，將球磨後的混合料進行燒結，該產品即為該高溫陶瓷材料；其中，粘結劑由重量比為0.5的糊精、3的羧甲基纖維素、20的蒸餾水和10的10重量％阿拉伯樹脂溶液構成。實施例2—種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程1、Si02原料預先處理(1)、Si02原料經高溫煅燒，來去除原料中的易揮發的雜質，以及化學結合和物理吸附的水分或氣體有機物；(2)、晶型轉變高溫煅燒處理，將晶型為e-SiOj段燒成晶型為a-Si(^，球磨a-Si02至300目的細粉，再進行酸洗、烘乾、磁選，得到99%的高純矽粉；(3)、矽粉純化步驟(2)中高純矽粉再經175(TC的電弧爐熔融，得到純度含量不少於99.99%的高純"叫，備用;2、分別按照如下重量比稱取原料預先處理過的Si02為99、A1203為1、粘結劑3;混勻，注入球磨機內球磨30小時，得到的產品顆粒500目的佔30%、300目的佔20%，80目120目的佔50%，將球磨後的混合料進行燒結，該產品即為該高溫陶瓷材料；其中，粘結劑由重量比為1.5的糊精、2的羧甲基纖維素、29的蒸餾水和10的10重量％阿拉伯樹脂溶液構成。實施例3—種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程1、Si02原料預先處理(1)、Si02原料經高溫煅燒，來去除原料中的易揮發的雜質，以及化學結合和物理吸附的水分或氣體有機物；(2)、晶型轉變高溫煅燒處理，將晶型為e-SiOj段燒成晶型為a-Si(^，球磨a-Si02至300目的細粉，再進行酸洗、烘乾、磁選，得到99%的高純矽粉；(3)、矽粉純化步驟(2)中高純矽粉再經175(TC的電弧爐熔融，得到純度含量不少於99.99%的高純"叫，備用;2、分別按照如下重量比稱取原料預先處理過的Si02為97、A1203為1.5、粘結劑1.5;混勻，注入球磨機內球磨38小時，得到的產品顆粒500目的佔30%、300目的佔20%，80目120目的佔50%，將球磨後的混合料進行燒結，該產品即為該高溫陶瓷材料；其中，粘結劑由重量比為1的糊精、2.6的羧甲基纖維素、24的蒸餾水和10的10重量％阿拉伯樹脂溶液構成。上述實施例的優點如下1、採用Si(^材料，由於Si(^體積密度小且科學合理的配製分子結構與自研的科學配方，是鐵合金等其他金屬材料在常溫下的幾十倍的壽命，它有低的膨脹係數0.54X10—7°C。具有優良的抗熱震性，在105(TC與冷水之間的冷熱循環不小於30次，它的熱傳導率2.1W/(m.k)，在IIOO攝氏度以下不變化，荷重軟化為125(TC，體積密度2.62.9g/cm常溫電阻1015Qcm，化學穩定性好耐酸、耐鹼、抗玻璃熔渣等熔融金屬的侵蝕；2、採用高壓注漿成坯燒制後精加工方法的優點注漿成形的產品坯體緻密、正反面平整光滑、操作簡單方便；燒成範圍廣，燒制時不用考慮上下溫差對產品尺寸大小產生的影響；3、按設計要求可隨意選擇加工各種規格的耐高溫轉盤產品；由於能夠燒成後再精加工，因此節約了大量的鋼模材料耗損，節約了大量的工作時間，設計費用等大大的提高了經濟效益和工作效率。採用上述高溫陶瓷材料製作高溫轉盤，方法如下(1)、漿料製備將預先處理過的Si02為96、A1203為3、粘結劑1;混勻，混合料分兩次加入，開始先加入總量的2/3，球磨18小時後加入剩下的1/3，球磨3小時即得到漿料得漿料。(2)、成型方法高壓注漿真空成型採用石膏模注漿成型，注漿過程中不斷加壓補漿，保持坯體上表面高出注漿磨具上表面，注漿過程大約6-8小時，待吸漿結束後用刮刀刮平坯體表面；該注漿坯體有足夠的強度，坯體緻密。成型後再進行烘乾，烘乾需按早期用常溫陰乾18小時，再在4(TC的溫度下烘乾40小時，待完全無水分後為止。(3)、乾燥首先在相對溫度80%，溫度405(TC慢速乾燥40小時，然後在80°C以上乾燥12小時，直到水分完全排除為止。(4)、燒結坯體成型乾燥後進窯爐燒成，燒成的溫度在600-80(TC之間燒12小時，800-1100。C之間燒8小時，1000-1350。C燒12小時，得到產品的半成品。(5)、加工首先將半成品置放於磨床機上加工，用特製的金剛石砂輪加工成所需尺寸，①307mmX7mm和①302mmX7mm的圓盤，再進行打磨，打磨成兩面平整、光滑的圓盤，再將圓盤放置於洗銫床上進行打孔，用金剛鑽按設計要求均勻分布的尺寸鑽孔，得到合格的產品。對上述高溫轉盤產品進行檢測1、成分檢測，結果為tableseeoriginaldocumentpage6說明(1)、以上報告中，產品尺寸是通過遊標卡尺測量合格；(2)、膨脹係數——通過測試優良；(3)、抗熱震性——將產品放於爐燒至100(TC再放至冷水中反覆循環20次未見破裂；(4)、熱傳導率——通過儀表測試在110(TC未見變化；(5)、荷重軟化點——通過馬沸爐升溫至125(TC無變化；(6)、體積密度——按Si02材料的理化性能；(7)、常溫電阻率——參照有關電阻實驗方法；(8)、化學穩定性——用濃硫酸水、強鹼水浸泡未見腐蝕；(9)、整體外觀——觀察自然光條件下進行自測。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。權利要求一種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程分別按照如下重量比稱取原料SiO2為95～99、Al2O3為1～5、粘結劑0.5～3；混勻，注入球磨機內球磨30～45小時，將球磨後的混合料進行燒結，即得到該高溫陶瓷材料。2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述原料的重量比分別為Si02為97、Al^為1.5、粘結劑1.5。3.根據權利要求1或2所述的製備方法，其特徵在於所述粘結劑由重量比為0.51.5的糊精、23的羧甲基纖維素、2029的蒸餾水和10的10重量％阿拉伯樹脂溶液構成。4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述球磨過程得到的顆粒為500目的佔30%、300目的佔20%，80目120目的佔50%。5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述Si02原料預先處理(1)、Si02原料經高溫煅燒，來去除原料中的易揮發的雜質，以及化學結合和物理吸附的水分或氣體有機物；(2)、晶型轉變高溫煅燒處理，將晶型為e-SiOj段燒成晶型為a-Si(^，球磨a-Si02至300目的細粉，再進行酸洗、烘乾、磁選，得到99%的高純矽粉；(3)、矽粉純化步驟(2)中高純矽粉再經175(TC的電弧爐熔融，得到純度含量不少於99.99%的高純a-Si02，備用。6.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於所述球磨時間為38小時。全文摘要本發明公開一種高溫陶瓷材料的製備方法，包括如下的過程分別按照如下重量比稱取原料SiO2為95～99、Al2O3為1～5、粘結劑0.5～3；混勻，注入球磨機內球磨30～45小時，將球磨後的混合料進行燒結，即得到該高溫陶瓷材料。本發明使用的工藝將混合的原料，採用球磨和燒結處理，即得到耐高溫材料產品，球磨處理更能確保產品的精密度，更方便，大大地提高了經濟效益和工作效率。文檔編號C04B35/626GK101696119SQ20091020588公開日2010年4月21日申請日期2009年10月21日優先權日2009年10月21日發明者文萬財申請人:文萬財;