专利名称：：一种熔石英陶瓷材料的制作方法
技术领域：
：本发明属于防热陶瓷领域。特别适合于制备各种高强度防热陶瓷部件。熔石英是一种高纯的SiO2材料，它具有密度低、热膨胀系数小、介电性、抗热冲击性和化学稳定性等综合性能优良的特点，因此熔石英及其复合材料的应用领域十分广泛。如在化工、轻工领域中被制成耐酸蚀容器，热板、隔热材料等。在冶金及炼焦工业中可制备各种炼焦炉炉门，燃烧喷咀，钢包浇铸口，高炉热风管内衬等。在航空航天领域中，可制造导弹天线窗，天线罩，导弹端头帽和航天飞机防热瓦等高科技部件。但熔石英材料主要是在非晶状态下使用，在热力学上是不稳定的材料，一般在1200℃便开始析晶，一旦熔石英开始析晶，则材料的强度会降低、抗热震性明显变差，因此在熔石英材料中加入抑制析晶的成份，提高材料的析晶温度是非常重要的。在中国专利CN85103433A文件中指出，加入定量成份的Al2O3和La2O3，可使高硅氧玻璃的析晶温度比石英要高30-40℃。另外还有其它文章介绍采用TiO2、B2O3、P2O5等作为添加剂，均有抑制析晶的作用，但效果并不理想，其提高熔石英的析晶温度约为1300℃左右，不能满足使用者的要求。本发明的目的是提出一种具有好的综合性能和高的析晶温度的熔石英陶瓷材料。根据本发明目的，我们所提出的熔石英陶瓷材料的具体化学成份为(重量％)BN1-8％，其余为SiO2。另外在本发明熔石英陶瓷材料的成份中，还可以加入10-20％的短碳纤维Csf或碳化硅晶须SiCw中的任一种原料。在本发明熔石英陶瓷材料中的SiO2为基体元素，但由于熔石英材料的析晶温度较低，仅为1100℃-1200℃。因此在本发明材料中加入BN元素的目的是提高材料本身的析晶温度。BN元素具有密度小，热膨胀系数小，抗热震性能好，同时还具有高温化学惰性，介电性能与熔石英接近，而且随温度变化较小，因此在本发明材料中BN适合作为添加剂使用。材料本身析晶温度提高的原理是BN是强共价键化合物，在熔石英的网络结构中以分子形式存在，从而使网络结构复杂化，减少了原子重排转变为晶体的机会，达到了提高析晶温度的目的。而其它的添加剂是弱共价键化合物或离子键化合物，易于代替Si-O键形成新的网络结构或者金属离子分布于硅氧四面体网络中，所以使抑制析晶作用不明显。本发明熔石英陶瓷材料的制备方法，是在所设计的成份范围内，称取适量非晶态SiO2原料粉末和BN粉末装入湿磨机内，采用酒精为球磨介质，球磨湿混的原料、球、酒精重量比为1∶2∶4，球磨湿混的时间为10-24小时，球磨后将粉料取出烘干。如果是制备复合材料时，可将10-20％的补强增韧原料Csf或SiCw中的任一种加入并混合均匀即可。然后将混合均匀的粉末按成型要求进行压制和高温烧结，烧结温度为1350～1400℃，烧结时间为20-60分钟，也可以直接进行热压烧结，其热压温度与时间同上，热压压力为5～15MPa。本发明熔石英陶瓷材料与现有技术相比较具有材料的析晶温度明显提高，其对比结果见表1表1本发明材料与现有技术的打晶温度相比较在本发明材料中加入补强增韧的添加剂，也可明显地改变材料的力学及热学性能，其各种性能见表3。实施例根据本发明所设计的熔石英陶瓷材料成份范围，我们一共制备了四种不同成份含量的材料，1#、2#为只加入不同含量的BN添加剂，3#、4#在加入BN的同时又加入不同含量的补强增韧相。其具体成份含量见表2，该实施例的制备方法是采用经1400℃热压烧结30分钟，压力为10MPa。然后在对各材料进行各种性能检测，其检测结果见表3。表2本发明实施例材料的成份对比(重量％)</tables>表3实施例中各材料的检测性能</tables>权利要求1.一种熔石英陶瓷材料，其特征在于该材料的具体化学成份为(重量％)BN1-8％，其余为SiO2。2.根据权利要求1所述材料，其特征在于该材料的成份中还可以加入10-20％Csf或SiCw中的任一种原料。全文摘要本发明属于防热陶瓷领域。特别适合于制备各种高强度防热陶瓷部件。在本发明熔石英陶瓷材料中是以SiO文档编号C04B35/14GK1160031SQ9710084公开日1997年9月24日申请日期1997年3月14日优先权日1997年3月14日发明者韩欢庆,葛启录,雷廷权,温广武,周玉申请人:冶金工业部钢铁研究总院