专利名称：非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法
技术领域：
本发明涉及的是非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法目前，国内生产以碳为着色剂的黑色陶皆使用“渗碳法”，即材料坯在氧化气氛中，逐步加热坯件至800～1150℃之间，烧结后逐步冷却；然后再在还原气氛下，采用气化有机物发烟的“熏黑法”生产。这种烟熏法只能生产黑皮灰陶或黑皮红陶器皿，且密度、硬度较低；不能烧制超高温碳化材料为其他领域所使用。
本发明的目的是采用非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法，克服现有生产方法的缺点。
本发明的方法是以陶土、瓷土或其他岩性材料经粉碎后作为碳化陶瓷的基料，均匀和入基料总量的0.5～80％非气化挥发性含碳有机化合物或工业亲水性碳粉；然后粉碎加水制成坯件。
将完全干燥的坯件，装入底部盛放有除氧剂和坯件支架的匣体中，匣体底部中间开有进出气小孔，孔上为除氧剂所覆盖，再将匣体放入窑中至烧成。
本发明的制造方法的具体步骤及原理详细描述如下1.配料以陶土、瓷土或其他岩性材料经粉碎后作为碳化陶瓷的基料，视碳化陶瓷材料的不同用途，均匀和入基料总量的0.5～80％非气化挥发性含碳有机化合物或工业亲水性碳粉作为碳化剂，然后粉碎加水制成坯件。
2、烧制a.窑具采用中国自宋代起，为提高瓷器质量开始使用的匣体烧制。
b.方法将完全干燥的坯件，装入底部盛放有除氧剂和坯件支架的匣体中，匣体底部中间开有进出气小孔，孔上为除氧剂所覆盖。匣体内除底部有小孔之外，相对保持密封不透空气状态。视烧制特殊材料的需要，装窑之前，除匣底盛放除氧剂之外，匣内同时可充进二氧化碳、氮气或惰性气体，再用石腊封住底部进出气小孔。最后以若干个匣体错位叠放装满整个窑体内腔进行烧制。
烧制时，当匣体内的坯件温度达到500℃左右时，除氧剂去除了匣体中的游离氧，因坯体中除少量碳酸盐在高温的作用下开始折出二氧化碳气体之外，含碳有机化合物分解释放出可燃性气体和水蒸汽，从而使匣体内的小环境初步成为一个弱还原气氛；此时的坯件开始变为黄褐色。当匣内温度达至700度左右时，还原气氛除得到进一步加强之外，坯件内含碳有机化合物也完成了脱水并折出游离碳而转为通体黑色的碳化过程。以普通陶土作基料时，温度在900～1150度之间，碳化陶完成烧结；当以二氧化铝为主要成份的瓷土作基料时，温度达1320度左右时，碳化瓷完成烧结。用其他基料烧制特殊用途的碳化陶瓷材料时，视其基料和匣体的耐温程度，可将温度提高到1500℃左右，适当控制降温速度，可得到结晶较好的碳化陶瓷材料。
碳化陶瓷烧成之后，在窑体全面降温的条件下，匣体内气体因温度降低发生收缩现象而形成负压，造成外界空气的进入，由于进出气孔由除氧剂所覆盖，限止了游离氧的再进入，从而避免发生烧成材料在高温下被氧化的现象。
本发明制造方法的效果有以下几点1.在材料烧结温度达到的前提下，烧制简单，成功率很高；2.视基料和匣体的耐高温性能，可烧制超高温碳化陶瓷材料；3.由于采用含碳有机化合物为碳化剂，所以烧制的成品具有耐光、耐腐蚀作用，同时也属于无重金属、无毒害产品；4.由于烧制过程中，无须洇水，一次性高温烧成，故可以采用现代流水线工业化生产。
权利要求
1.非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法，其特征在于以陶土、瓷土或其他岩性材料经粉碎后作为碳化陶瓷的基料，均匀加入基料总量的0.5～80％非气化挥发性含碳有机化合物或工业亲水性碳粉，然后粉碎加水制成坯件。
2.根据权利要求1所述的非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法，其特征在于将完全干燥的坯件，装入底部盛放有除氧剂和坯件支架的匣体中，匣体底部中间开有进出气小孔，孔上为除氧剂所覆盖，再将匣体放入窑中至烧成。
全文摘要
本发明涉及的是非渗碳法碳化陶瓷材料制造方法。其特征在于以陶土、瓷土或其他岩性材料经粉碎后作为碳化陶瓷的基料，均匀加入基料总量的0.5～80％非气化挥发性含碳有机化合物或工业亲水性碳粉，然后粉碎加水制成坯件，将完全干燥的坯件；装入底部盛放有除氧剂和坯件支架的匣体中，匣体底部中间开有进出气小孔，孔上为除氧剂所覆盖，再将匣体放入窑烧制。用本法制造碳化陶瓷材料具有烧制窑型多样化、简单、成功率高；产品具有耐光、耐腐蚀、高密度特点；可超高温烧制和工业化生产；同时也属于无重金属、无化学毒害产品。
文档编号C04B33/13GK1524822SQ0310654
公开日2004年9月1日 申请日期2003年3月1日 优先权日2003年3月1日
发明者俞洪顺 申请人:俞洪顺