用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及氧化锆陶瓷砖工艺，旨在提供用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖及其生产方法。该发明的氧化锆陶瓷砖的砖体横截面具有内、外两条同心圆弧曲线；所述砖体中的氧化锆晶体质量含量在99.9%以上，砖体内均匀分布直径为0.1～0.3cm的微小气孔，微小气孔的分布密度为5～15个/cm3，所述微小气孔是由塑料纤维在高温下挥发而形成；砖体的首端呈箭头状凸出，尾端呈箭头状凹陷，使若干个相邻砖体能够通过首尾端相接的方式实现无缝隙配合并构成一个圆环体。发明的有益效果有：极高的熔点和抗氧化性，有效降低炉室内的杂质氧化物含量，提高晶体质量；陶瓷砖的整体强度提高，表面性能改善，提高氧化锆陶瓷砖的使用寿命。
【专利说明】用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氧化锆陶瓷砖工艺，特别涉及一种用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖及其生产方法。
【背景技术】
[0002]蓝宝石晶体作为一种具有优异光学性能、机械性能和化学稳定性的功能材料，具有强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀等诸多优点，被广泛的应用于军事、航空航天、激光技术、高档日用品等领域。另外，蓝宝石又作为一种重要的技术晶体，以其独特的晶格结构，良好的物理化学性质成为LED发光二极管半导体照明等最理想衬底材料。
[0003]目前生长大尺寸蓝宝石晶体最主流的方法是泡生法。蓝宝石单晶的制备周期长，且晶体的生长需要一个恒定的温度场。泡生法采用加热体通过电流产生热量的方式形成一个温度场。炉内的热量等于系统产生的热量减去系统流出的热量。系统流出的热量主要为冷却水从炉壁带走的热量。
[0004]为了维持炉室内部稳定的温度场，系统流出的热量越多，系统所需产生的热量就越多，功率消耗也就越大。传统的蓝宝石晶体生长设备保温层多采用钥隔热屏的形式，一般做成多层的结构，虽可满足结晶要求，但是热量损失比较严重，温度场控制困难，且使用寿命短，使用成本高。为弥补钥隔热屏的不足，有人提出了一种采用氧化锆纤维作为保温材料的保温层结构。此种保温层结构采用的氧化锆纤维为异型实心结构，虽能提高保温层的保温性能，但由于为实心结构，为维持温度梯度和改善调温敏感性，需采用内外多层结构，提高使用成本。且为方便安装，氧化锆纤维有异型突起，造成加工困难，增加生产成本，且由于纤维强度低，很容易在安装和使用过程中造成损坏。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖及其生产方法。
[0006]为解决技术问题，本发明的解决方案是:
[0007]提供一种用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖，其砖体横截面具有内、外两条同心圆弧曲线；所述砖体中的氧化锆晶体质量含量在99.9%以上，砖体内均匀分布直径为
0.1~0.3cm的微小气孔，微小气孔的分布密度为5~15个/cm3 ;砖体的首端呈箭头状凸出，尾端呈箭头状凹陷，使若干个相邻砖体能够通过首尾端相接的方式实现无缝隙配合并构成一个圆环体。
[0008]本发明中，所述砖体横截面内、外两条曲线的圆心角为360° /N，其中N为大于I的自然数。
[0009]本发明中，所述砖体首端和尾端的箭头状的角度范围取值为30°~150°。
[0010]本发明进一步提供了所述氧化锆陶瓷砖的生产方法，包括以下步骤:
[0011]步骤A:破碎筛选:先将氧化锆晶体经破碎机破碎，然后通过振动筛将氧化锆晶体颗粒筛选分为大、中、小三种颗粒,其中，大颗粒直径:1~3mm，中颗粒直径:0.25~1mm，小颗粒直径:小于0.25mm ；
[0012]步骤B:除铁:将经过筛选的氧化锆晶体颗粒通过自动除铁机或手动除铁机除去磁性铁以及磁性矿物杂质；
[0013]步骤C:制浆:将三种规格的氧化锆晶体颗粒、塑料纤维和纯净水混合后放入搅拌机内进行充分搅拌混合；
[0014]步骤D:成型:将充分混合的浆料填入模具中，采用静压成型工艺获得所需尺寸规格的氧化锆陶瓷砖生坯；
[0015]步骤E:烘干:将氧化锆陶瓷砖生坯放入烘箱中烘干，确保氧化锆陶瓷砖生坯均匀干燥；
[0016]步骤F:烧结成型:将烘干后的氧化锆陶瓷砖生坯放入烧结炉中高温烧结；
[0017]用于混合的大、中、小三种氧化锆晶体颗粒，以及塑料纤维和纯净水的质量应同时满足以下公式:
【权利要求】
1.一种用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖，其砖体横截面具有内、外两条同心圆弧曲线；其特征在于，所述砖体中的氧化锆晶体质量含量在99.9%以上，砖体内均匀分布直径为0.1~0.3cm的微小气孔，微小气孔的分布密度为5~15个/cm3 ;砖体的首端呈箭头状凸出，尾端呈箭头状凹陷，使若干个相邻砖体能够通过首尾端相接的方式实现无缝隙配合并构成一个圆环体。
2.根据权利要求1中所述的用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖，其特征在于，所述砖体横截面内、外两条曲线的圆心角为360° /N，其中N为大于I的自然数。
3.根据权利要求1中所述的用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖，其特征在于，所述砖体首端和尾端的箭头状的角度范围取值为30°~150°。
4.权利要求1中所述的用于蓝宝石炉保温层的氧化锆陶瓷砖的生产方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤A:破碎筛选:先将氧化锆晶体经破碎机破碎，然后通过振动筛将氧化锆晶体颗粒筛选分为大、中、小三种颗粒，其中，大颗粒直径:1~3mm，中颗粒直径:0.25~1mm，小颗粒直径:小于0.25mm ； 步骤B:除铁:将经过筛选的氧化锆晶体颗粒通过自动除铁机或手动除铁机除去磁性铁以及磁性矿物杂质； 步骤C:制浆:将三种规格的氧化锆晶体颗粒、塑料纤维和纯净水混合后放入搅拌机内进行充分搅拌混合； 步骤D:成型:将充分混合的浆料填入模具中，采用静压成型工艺获得所需尺寸规格的氧化锆陶瓷砖生坯； 步骤E:烘干:将氧化锆陶瓷砖生坯放入烘箱中烘干，确保氧化锆陶瓷砖生坯均匀干燥； 步骤F:烧结成型:将烘干后的氧化锆陶瓷砖生坯放入烧结炉中高温烧结； 用于混合的大、中、小三种氧化锆晶体颗粒，以及塑料纤维和纯净水的质量应同时满足以下公式:
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述静压成型工艺包括一次填料静压成型和二次填料静压成型，即先将一次填料装入模具中，并用静压机静压成型，其中， 一次填料的质量
6.根据权利要求4中所述的生产方法，其特征在于，所述氧化锆陶瓷砖的烘干温度为70°C~90°C，烘干时间不少于8小时。
7.根据权利要求4中所述的生产方法，其特征在于，所述氧化锆陶瓷砖的高温烧结温度为1000°C~2000°C，且保温时间不少于12小时。
【文档编号】C30B17/00GK103924292SQ201410116829
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】曹建伟, 傅林坚, 王丹涛, 张俊, 朱亮, 邱敏秀 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司