一种高性能低膨胀坩埚及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高性能低膨胀坩埚及其制备方法，由坩埚基体材料和坩埚涂层材料构成，按质量百分比坩埚基体材料的组成为：叶长石40～60%、锂辉石5～15%、苏州土5～15%、子木节土1～3%、黑滑石1～5%、贵州土10～25%、白炭黑0～3%、氧化锆微粉5～10%，所述坩埚涂层材料的组成为：叶长石0～15%、功能材料微粉85～100%，外加分散剂0.1～0.5%和粘结剂0.1～0.5%。经配料混合、球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干燥而得到坩埚坯体，将喷涂坩埚涂层材料到坩埚基体内表面，最后经烧成获得坩埚产品，本发明坩埚生产成本低、成型性能好，有效提高了产品的抗热震性能、机械强度和使用寿命，从而有利于促进坩埚产业的技术进步和应用发展。
【专利说明】
-种高性能低膨胀巧巧及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及耐火材料技术领域，尤其设及一种高性能低膨胀相蜗及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷相蜗是耐火材料的重要组成部分，它是烙化和般烧W及固液加热、反应的容 器，是保证化学反应顺利进行的基础，也是制备高纯氧化物的必须用品。
[0003] 相蜗的生产原料，可概括为Ξ大类型。一是结晶质的天然石墨，二是氧化侣相蜗， Ξ是石英相蜗。目前，用来般烧氨氧化物获得高纯氧化物用相蜗一般都为石英相蜗，由于石 英相蜗价格便宜，易获得，所W广泛使用。但是石英相蜗有致命的缺陷，使用寿命短，不稳 定，石英在573Γ的时候有晶型转变发生，伴随着体积膨胀，所W容易造成剥落和炸裂，使用 次数低，甚至石英颗粒污染般烧产品。另外生产特殊材料的产品使用的相蜗，如现在有生产 妮粗的企业的相蜗采用妮和粗做相蜗，该相蜗很重，劳动强度大，再就是很贵，增加了企业 负担。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗热震性能好、强度高、成本 低、不易污染，并且使用寿命长的高性能低膨胀相蜗及其制备方法。
[0005] 为解决W上技术问题，本发明的技术方案是：一种高性能低膨胀相蜗，其特征在 于：由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的质量百分比组成为:叶长石 40~60%、裡辉石5~15%、苏州±5~15%、子木节± 1~3%、黑滑石1~5%、贵州± 10~25 %、白 炭黑0~3%、氧化错微粉5~10%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为:叶长石0~15%、功 能材料微粉85~100%，外加分散剂0.1~0.5%和粘结剂0.1~0.5%。
[0006] 所述功能材料微粉为氧化错微粉、稀±材料微粉、半导体材料中的一种，在800~ 120(TC般烧获得的粉体材料。
[0007] 所述稀±材料微粉为氧化错微粉、氧化姉微粉、氧化铜微粉中的一种。
[000引所述半导体材料为二氧化锡、氧化铁中的一种。
[0009] 所述分散剂为聚丙締酸胺、聚乙二醇、聚丙締酸中的一种。
[0010] 所述粘结剂为径丙基甲基纤维素或聚乙締醇。
[0011] 所述氧化错微粉、稀±材料微粉、半导体材料的细度为1~6化m。
[0012] 所述氧化错微粉、稀±材料微粉、半导体材料的细度为5~35ym。
[0013] 上述的高性能低膨胀相蜗，其特征在于:所述高性能低膨胀相蜗其抗折强度为40 ~76MPa、膨胀系数为α(8〇〇^2日巧=1.1 ~1.6 X l〇-6/°C。
[0014] 所述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经10~12.5h慢烧至1310~1330 °C。
[0015] 本发明具有W下有益效果： (1) 本发明高性能低膨胀相蜗具产品，生产成本低且成型性能好，通过在巧料中引入 高性能低膨胀材料，能够有效提高产品的抗热震性能，并且提高了生产合格率； (2) 本发明巧料中引入了增强增初材料进一步提高了产品的抗热震性能。配方体系通 过氧化错弥散、相变增初原理，从而进一步大大提高了产品的强度； (3) 本发明所述高性能低膨胀相蜗其抗折强度为40~76MPa、膨胀系数为aa〇(h^2(ro=l. 1 ~1.6Xl〇-*V°C。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]实施例1 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石45%、裡辉石10%、苏州± 10%、子木节± 1 %、黑滑石4%、贵州±20 %、白炭黑〇%、氧化错微粉10%;所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为:叶长石15%、800°C般 烧后氧化错微粉85%，外加聚丙締酸胺0.1%和径丙基甲基纤维素0.1%;所述氧化错微粉的细 度为1化m。
[0018] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经lOh慢烧至1310°C。
[0019] 实施例2 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石58%、裡辉石5%、苏州±5%、子木节±2%、黑滑石1%、贵州±22 %、 白炭黑1%、氧化错微粉6%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为：叶长石12%、850°C般烧 后氧化错微粉88%，外加聚乙二醇0.2%和聚乙締醇0.2%;所述氧化错微粉、氧化错微粉的细 度为15叫1。
[0020] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经10.化慢烧至1320°C。
[0021] 实施例3 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石50%、裡辉石15%、苏州±5%、子木节±1%、黑滑石1%、贵州±15 %、 白炭黑3%、氧化错微粉10%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为：叶长石10%、1000°C般 烧后氧化铜微粉90%，外加聚丙締酸0.3%和聚乙締醇0.1%;所述氧化错微粉、氧化铜微粉的 细度为2化m。
[0022] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经η h慢烧至1315 °c。
[0023] 实施例4 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石40%、裡辉石5%、苏州±15%、子木节±2%、黑滑石3%、贵州±25 %、 白炭黑3%、氧化错微粉7%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为：叶长石8%、1000°C般烧 后二氧化锡92%，外加聚丙締酸0.1%和聚乙締醇0.4%;所述氧化错微粉、二氧化锡微粉的细 度为3化m。
[0024] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经1化慢烧至1320°C。
[0025] 实施例5 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石42%、裡辉石14%、苏州±6%、子木节±2%、黑滑石5%、贵州±20 %、 白炭黑1%、氧化错微粉10%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为:叶长石2%、1100°C般烧 后氧化铁98%，外加聚丙締酸0.4%和聚乙締醇0.14%;所述氧化错微粉、氧化铁的细度为4化 ΓΠ 〇
[0026] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经12.化慢烧至1330°C。
[0027] 实施例6 一种高性能低膨胀相蜗，由相蜗基体材料和相蜗涂层材料构成，所述相蜗基体材料的 质量百分比组成为：叶长石50%、裡辉石10%、苏州± 10%、子木节±3%、黑滑石1 %、贵州±20 %、白炭黑1%、氧化错微粉5%，所述相蜗涂层材料的质量百分比组成为:叶长石15%、1200°C般 烧后氧化姉微粉85%，外加聚丙締酸0.2%和聚乙締醇0.1%;所述氧化错微粉、氧化姉微粉的 细度为5化m。
[0028] 上述相蜗基体原料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干 燥而得到相蜗巧体，然后将所述相蜗涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到相蜗 基体内表面，最后经烧成获得高性能低膨胀相蜗产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下 从室溫经12.化慢烧至1320°C。
[0029] 本发明实施例1-6高性能低膨胀相蜗的性能指标如下表所示：
【主权项】
1. 一种高性能低膨胀坩埚，其特征在于：由坩埚基体材料和坩埚涂层材料构成，所述坩 埚基体材料的质量百分比组成为:叶长石40~60%、锂辉石5~15%、苏州土5~15%、子木节土 1~3%、黑滑石1~5%、贵州土 10~25 %、白炭黑0~3%、氧化锆微粉5~10%，所述坩埚涂层材 料的质量百分比组成为：叶长石〇~15%、功能材料微粉85~100%，外加分散剂0.1~0.5%和 粘结剂0.1~0.5%。2. 根据权利要求1所述的一种高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述功能材料微粉为氧 化锆微粉、稀土材料微粉、半导体材料中的一种，在800~1200°C煅烧获得的粉体材料。 3 .根据权利要求1所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述稀土材料微粉为氧化 镨微粉、氧化铈微粉、氧化镧微粉中的一种。4. 根据权利要求1所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述半导体材料为二氧化 锡、氧化钛中的一种。5. 根据权利要求1所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述分散剂为聚丙烯酸胺、 聚乙二醇、聚丙烯酸中的一种。 6 .根据权利要求1所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述粘结剂为羟丙基甲基 纤维素或聚乙烯醇。7. 根据权利要求2所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述氧化锆微粉、稀土材料 微粉、半导体材料的细度为1~60μηι。8. 根据权利要求2所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述氧化锆微粉、稀土材料 微粉、半导体材料的细度为5~35μπι。9. 根据权利要求1-8任一所述的高性能低膨胀坩埚，其特征在于:所述高性能低膨胀 坩埚其抗折强度为40~76MPa、膨胀系数为a (_^2(rc)=l. 1~1.6 X 10-6/°C。10. 根据权利要求1所述高性能低膨胀坩埚的制备方法，其特征在于:所述坩埚基体原 料进行配料混合后，经球磨、过筛、压滤脱水、真空练泥、成型、干燥而得到坩埚坯体，然后将 所述坩埚涂层材料配料后制备成流动性好的浆料，喷涂到坩埚基体内表面，最后经烧成获 得高性能低膨胀坩埚产品，所述烧成工艺条件为在氧化气氛下从室温经10~12.5h慢烧至 1310~1330。。。
【文档编号】C04B35/19GK106083017SQ201610452326
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】包启富, 刘昆, 董伟霞, 周健儿, 刘韩, 杨瑞强
【申请人】景德镇陶瓷大学