专利名称：一种钛酸铝坩埚制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷制品制作技术，尤其是一种钛酸铝坩埚制品的制作方法。
背景技术：
钛酸铝(Al203 ，Ti02)陶瓷由于其热膨胀系数小，耐温高，耐侵蚀性强， 是一种热震稳定性很好的优质耐火材料。但由于自然界中没有天然钛酸铝材料， 只有靠人工合成才能得到。合成方法是将^203和1102混合，加热到高温(1200 。C以上)使其反应生成Al203.Ti02材料。通常制作钛酸铝陶瓷制品的方法是先 将Al20" TK)2和添加剂一同混合，在高温下煅烧生成钛酸铝作为原料，然后 将钛酸铝原料经破粉碎、成型、高温烧结成钛酸铝陶瓷制品。这种制备钛酸铝 陶瓷工艺的主要缺点是(1)需要二步煅烧，能耗很大；(2)工序复杂，加工周 期长；(3)加工过程容易带进杂质，对制品性能有不良影响。
尽管如此，长期以来人们受钛酸铝陶瓷的技术理论及惯用工艺的思维束缚 和影响，在理论研究、应用开发及产品制作等方面都釆用上述"二步煅烧"的 制作工艺。
发明内容
本发明的目的及在于提出--种钛酸铝坩埚制品的制作方法，以克服现有技 术中钛酸铝制品制作方法所存在的缺陷。
本发明在多次试验研究与探索的基础上突破了钛酸铝陶瓷技术理论和习惯 的束缚，采用"一步煅烧"工艺制备了钛酸铝坩埚陶瓷制品。本发明的技术方案是
本发明所提出钛酸铝坩埚制品的制作方法为
1) 、按以下原料的质量百分比进行配料
A1203 50 57%， Ti02 37~44%，添加剂 6~8%。
2) 、将配料混合均匀后再外加18 23%的结合剂水溶液，在球磨机或搅拌机 中制成浆料；
3) 、将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；
4) 、将坯体装入温度为80 10(TC的烘箱内，保温30-40小时烘干；
5) 、将烘干坯体装入温度为1550 163(TC的高温窑炉中，保温4 10小时进
行烧结。
钛酸铝材料的理论组成约为56%八1203和44% Ti02， A1203/ Ti02之比约为 1.27。在合成钛酸铝材料时，若八1203/Ti02之比大于1.27 (富Al结构)，多余 的A1203能与添加剂形成熔点较高的尖晶石类晶相(如Al203'MgO等)；若A1203/ Ti02之比小于1.27 (富Ti结构)，多余的Ti02能与添加剂形成熔点较低的钛酸 盐类晶相(如MgTi20s、 BaTi20s等)。通过试验证明，富A1结构的高温性能优 于富Ti结构。
所述的添加剂包括MgO、 BaO、 Y203、 La203，它们在制品原料中的质量百 分比MgO 2~5%, Y203 l 3°/。， La203 0 2%， BaO 0 2%。
加入添加剂的目的就是抑制A1203 Ti02的分解。MgO可与A1203形成尖晶 石.(Al2CVMgO)，也可与Ti02形成钛酸镁(Mg Ti205)。这些新晶相的生成， 可以有效地抑制八1203 .1102的分解。加入BaO可以降低烧结温度，提高制品强 度。加入化学性能稳定的稀土氧化物(Y203、 La203)不仅对Al2Cb'Ti02的分解有抑制作用，而且还可以抑制低熔点晶相的生成。
所述的结合剂水溶液其构成及质量百分比丙烯酰胺12%，双聚丙烯酰胺 0.2%,过硫酸铵0.5%，四甲基乙二胺0.3%，余量为水。
在结合剂水溶液中，丙烯酰胺和双聚丙烯酰胺在引发剂过硫酸铵的作用下 形成网状聚丙烯酰胺凝聚体，将各种原料结合为一体。四甲基乙二胺作为催化 剂，其作用是加快聚丙烯酰胺凝聚体的形成。
本发明的主要特点是钛酸铝材料的合成和制品的烧成一步完成，即将A1203 和Ti02与其它添加剂混合，经过成型和烧结直接制备钛酸铝坩埚制品。
本发明的主要优点如下
(1) 只需一次高温煅烧工序，节能约50%，生产成本可以降低50%以上。
(2) 制备工艺简单，流程短，生产周期縮短约50%。
(3) 采用注凝方法成型，即物料依靠丙烯酰胺和双聚丙烯酰胺在引发剂过 硫酸铵的作用下形成网状聚丙烯酰胺凝聚体。
(4) 引入稀土氧化物作为添加剂，所生产的制品性能优良。
具体实施例方式
实施例1
1、 按以下原料配比进行配料(百分比以重量计) A1203: 50%; Ti02: 44%; Y203: 1%; MgO: 50/o;
2、 将配料混合均匀后再加入结合剂水溶液18% (外加)，在球磨机或搅拌 机中制成浆料；
3、 将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；
4、 将坯体装入温度为8(TC的烘箱内，保温30小时烘干；5、将烘干坯体装入温度为160(TC的高温窑炉中，保温6小时进行烧结。
实施例2
1、 按以下原料配比进行配料(百分比以重量计)-
A1203: 53%; Ti02: 39%; Y203: 3%; MgO: 3%; BaO: 2%;
2、 将配料混合均匀后再加入结合剂水溶液20%，在球磨机或搅拌机中 制成浆料；
3、 将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；
4、 将坯体装入温度为9(TC的烘箱内，保温35小时烘干；
5、 将烘千坯体装入温度为155(TC的高温窑炉中，保温10小时进行烧结。 实施例3
1、 按以下原料配比进行配料(百分比以重量计)
A1203: 57%; Ti02: 37%; Y203: 2%; MgO: 2%; La203: 2%;
2、 将配料混合均匀后再加入结合剂水溶液23%，在球磨机或搅拌机中 制成浆料；
3、 将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；
4、 将坯体装入温度为IO(TC的烘箱内，保温40小时烘干；
5、 将烘干坯体装入温度为163(TC的高温窑炉中，保温8小时进行烧结。
权利要求
1、一种钛酸铝坩埚制品的制作方法，其特征在于所述的制作方法为1)、按以下原料的质量百分比进行配料Al2O350～57％，TiO237～44％，添加剂6～8％；2)、将配料混合均匀后再外加18～23％的结合剂水溶液，在球磨机或搅拌机中制成浆料；3)、将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；4)、将坯体装入温度为80～100℃的烘箱内，保温30～40小时烘干；5)、将烘干坯体装入温度为1550～1630℃的高温窑炉中，保温4～10小时进行烧结；所述的添加剂包括MgO、BaO、Y2O3、La2O3，它们在制品原料中的质量百分比MgO 2～5％，Y2O31～3％，La2O30～2％，BaO 0～2％；所述的结合剂水溶液其构成及质量百分比丙烯酰胺12％，双聚丙烯酰胺0.2％，过硫酸铵0.5％，四甲基乙二胺0.3％，余量为水。
全文摘要
本发明公开了一种钛酸铝坩埚制品的制作方法，其特征在于所述制作方法为按以下原料的质量百分比进行配料Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 50～57％，TiO<sub>2</sub> 37～44％，添加剂(MgO、BaO、Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)6～8％；将配料混合均匀后再外加结合剂水溶液(丙烯酰胺、双聚丙烯酰胺、过硫酸铵、四甲基乙二胺和水)18～23％，在球磨机或搅拌机中制成浆料；将浆料注入到制品模具中，待凝固后将坯体从模具中取出；将坯体装入温度为80～100℃的烘箱内，保温30～40小时烘干；将烘干坯体装入温度为1550～1630℃的高温窑炉中，保温4～10小时进行烧结本发明的高温坩埚只需一次高温煅烧工序，生产周期缩短，节能效果显著，生产成本低，性能优良，即纯度高、密度大，强度大，耐温高。
文档编号C04B35/66GK101525243SQ20091006447
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者孙学义, 拯 张, 雷复兴 申请人:洛阳北苑特种陶瓷有限公司