专利名称：热镀用内加热陶瓷材料的制作方法
技术领域：
本发明属于金属陶瓷的制造领域。特别适用于制造热镀行业中的内加热陶瓷套管。
在现代化工业中，随着热镀技术的不断发展，其加热方法也在不断更新，由现有技术中的外加热法和上加热法逐渐转向内加热方式。这处采用内加热新技术的工作原理是，将加热器装入与熔液隔离开的保护套管内，然后直接插入金属熔池中进行加热。其效果具有传效率高，操作方便，控温准确，节能效果显著。因此该技术的实施时，关健取决于保护套管的性能指标。作为加热器用的保护套管必须具有很好的绝缘性，高的导热性和良好的耐金属熔液腐蚀，同时还应具备一定的强韧性。在现有技术中，经常采用的内加热套管材料均为石英玻璃套管和碳化硅陶瓷套管。采用这两种材料所制成的保护套管，其缺点在于它们的导热系数都较小，传热率低，难于满足工业化生产的需要，同时也限制了内加热技术的推广。
本发明的目的是提出一种导热率高、使用寿命长、节能效果好和经济的热镀用内加热陶瓷材料。
根据本发明目的，我们所提出的热镀用内加热陶瓷材料的化学成份为(重量％)Y2O31-8％，其余为AlN。在本发明的材料中，AlN为主要组份，他具有使用温度高和导热率高等特点，同时在本发明材料中再加入Y2O31-8％，其目的在于提高AlN的烧结致密化，其原因是该材料在高温烧结时，Y2O3能与AlN中的微量氧化物，如Al2O3形成熔点较低的复杂氧化物，并聚集在AlN的晶界处，这样可以使材料在烧结过程中形成部份的液相烧结，因此可以有效的促进本发明材料的烧结致密化，使本发明材料的使用寿命得到明显的提高。另外成份中还存有不可去除的夹杂。
本发明陶瓷材料的生产方法与现有技术大致相同。首先根据设计者的要求，将设定量的AlN和Y2O3粉装入混合机内混合，并按设计要求的形状和尺寸压制成形，然后进行高温烧结，其烧结温度为1800℃-1850℃，烧结时间为60-120分钟。
采用本发明材料所制备成的陶瓷保护套与现有技术相比较具有以下特点，传热效果好，热效率高，导热系数可提高5-8倍，节电约30％左右，熔化金属(如锌、铝等)所需的时间明显缩短，提高工效，在熔池中可快速响应调谐熔融金属的温度，缩短温控时间，提高镀层质量，同时也延长了加热元件的使用寿命。本发明陶瓷保护套与现有技术保护套相比，其使用寿命至少提高两倍以上。
实施例根据本发明陶瓷材料的成份范围，我们共制备了三个成份的本发明陶瓷保护套，本发明陶瓷保护套管的制备工艺为，将配粉、混粉和成型后的套管在1820℃高温下烧结时间为80分钟。在将成品的保护套管内装上加热元件后再于热镀锌设备上使用，每支最大功率为10KW。镀锌锅内累计加锌3.5吨，通电8小时后锌块全部熔化，此时单支功率为7.5KW，锌液温度为450℃镀锌20小时后停电。冷却至40℃时取出加热保护套进行检查。为了对比方便，我们同样选择了市售的SiC套管和SiO2套管各三支进行比较试验，其对比结果表明本发明陶瓷材料所制得保护套管，在使用寿命和节电效果上以及材料的导热系数和其它性能上，都优于现有技术。在下述比较表中，表1为本发明陶瓷材料与现有技术材料的成份对比。表2为本发明实施例保护套与现有技术性能比较。在表中序号1、2、3为本发明实施例。序号4、5为对比套管，其中联部为石英套管，5为碳化硅套管。
权利要求
1.一种适于热镀用内加热陶瓷保护套管，其特征在于该保护套管陶瓷材料的化学成份为(重量％)Y2O31-8％，其余为AlN。
全文摘要
本发明属于金属陶瓷的制造领域。特别适用于制造热镀行业中的内加热陶瓷保护套。本发明的陶瓷保护套管的具体化学成分为Y
文档编号C04B35/581GK1248559SQ9911971
公开日2000年3月29日 申请日期1999年9月29日 优先权日1999年9月29日
发明者韩欢庆, 王勤, 葛启录 申请人:安泰科技股份有限公司, 冶金工业部钢铁研究总院