專利名稱：一種陶瓷窨井蓋及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷窨井蓋及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的井蓋或窨井蓋一般采用鑄鐵制成，由于材料有回收利用價(jià)值而經(jīng)常被盜，丟失嚴(yán)重，丟失井蓋的窨井時(shí)常發(fā)生車輛損壞和人員傷亡事故。為了防盜人們一是在窨井蓋的結(jié)構(gòu)上考慮使用防盜裝置，例如中國專利93237579、95241036、96232738、99227151等等；二是在材料上考慮其無回收價(jià)值，又如中國專利97202338、97207516等等。但是它們存在的問題是(一)采取在井蓋與井圈之間加鎖的鑄鐵防盜窨井蓋，無論防盜機(jī)關(guān)如何嚴(yán)密仍有人能盜取，時(shí)間久了其鎖芯會(huì)銹蝕而無法開啟，影響正常的管道疏撈與維護(hù)工作。(二)采用鋼筋砼或玻璃鋼材料制作的窨井蓋周邊容易破碎，甚至整體垮塌。(三)采用塑料材料制作的窨井蓋，其耐磨、耐老化以及耐化學(xué)腐蝕等性能非常差，承載力衰減快，不能滿足城市道路繁重交通量的使用要求。(四)采用鋼筋砼、玻璃鋼以及塑料類材料制作的窨井蓋蓋體內(nèi)需要鋼筋材料作骨架仍難免被人盜取。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種具有較好強(qiáng)度、且不易被盜取的陶瓷窨井蓋及其制備方法。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種陶瓷窨井蓋，其蓋體是由陶瓷材料制成，這種陶瓷由2-100％的Al2O3、0-95％的MgO、0-74％的SiO2、0-15％的SiC、0-20％的ZrO2、0-15％的Si3N4、0-15％的B4C、0-15％的SiO2、0-15％的B2O3、0-15％的TiO2、0-10％的Li2O、0-2％的CaO、0-2％的TiO2和0-6.2％的ZnO燒制而成，且Al2O3、MgO、SiO2的用量之和大于或等于65％。以上百分比為重量百分比。
所述Al2O3為2.3-99％、MgO為0.5-95％、SiO2為0.5-74％。
在本發(fā)明的實(shí)例中，上述窨井蓋蓋體由95％的Al2O3、1.5％的MgO、2.29％的SiO2、1.21％的CaO燒制而成。
或者，上述窨井蓋蓋體由95％的MgO、2.39％的Al2O3、1.61％的SiO2、1％的CaO燒制而成。
或者，上述窨井蓋蓋體由73.5％的SiO2、16.2％的Al2O3、3％的TiO2、3％的ZrO2、4.3％的Li2O燒制而成。
本發(fā)明還提供了上述陶瓷窨井蓋的制備方法，將2-100％的Al2O3、0-95％的MgO、0-74％的SiO2、0-15％的SiC、0-20％的ZrO2、0-15％的Si3N4、0-15％的B4C、0-15％的B2O3、0-15％的TiO2、0-10％的Li2O、0-2％的CaO和0-6.2％的ZnO制成坯體，坯體在40-100MPa壓力下模壓成型，燒結(jié)，經(jīng)表面強(qiáng)化和增韌處理制得陶瓷窨井蓋。
上述燒結(jié)采用以下步驟(一)、預(yù)熱對坯體預(yù)熱，溫度常溫-300℃，時(shí)間為1-2小時(shí)；(二)、氧化分解溫度300-1355℃，時(shí)間1-3小時(shí)；
(三)、高溫處理溫度1355-1810℃，時(shí)間3-8小時(shí)；(四)、高溫?；饻囟?810℃，時(shí)間5-7小時(shí)；(五)、冷卻冷卻速率40-70℃/H。
本發(fā)明由于蓋體采用了陶瓷材料，其抗彎拉強(qiáng)度，斷裂韌性較好，而且其蓋體本身無回收價(jià)值，降低了被盜的可能性。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明陶瓷窨井蓋的化學(xué)組成如表1。
表1

本發(fā)明的陶瓷窨井蓋的制備方法可包括以下步驟備料、制粉、配方、塑化、成型、素?zé)?、修坯、燒結(jié)、表面處理。
一、備料(若以純度高的原料燒制時(shí)，可省略(一)、(二)步)(一)工業(yè)原料預(yù)燒1、工業(yè)Al2O3預(yù)燒。
預(yù)燒的目的是使γ-Al2O3全部轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Al2O3，排除Al2O3中的Na2O提高原料純度，減少燒成收縮。
在工業(yè)Al2O3原料中加入0.3-3％的添加劑，如H3BO3或NH4F。
采用H3BO3作添加劑時(shí)，在1400-1500℃左右煅燒并保溫2-3小時(shí)。
采用NH4F作添加劑時(shí)，在1200-1300℃左右煅燒并保溫1小時(shí)。
2、工業(yè)ZnO預(yù)燒將粉狀氧化鋅裝在匣缽中，在倒焰窯或隧道窯中以1250℃左右煅燒。
(二)礦物原料的預(yù)燒礦物原料預(yù)燒的目的一是脫水、二是改變礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利于粉碎。
1、石英的預(yù)燒將石英置于立窯或倒焰窯中煅燒到900-1000℃，使β-石英轉(zhuǎn)變?yōu)棣?石英，然后中空氣中急冷，促其碎裂。
2、滑石預(yù)燒將滑石置于倒焰窯中以1350-1450℃煅燒，破壞其片狀結(jié)構(gòu)。
3、高嶺土、粘土預(yù)燒將高嶺土、粘土置于倒焰窯中以700-900℃煅燒。
二、制粉將預(yù)燒后的原料分別磨細(xì)，細(xì)度要求大于4μm的粉料應(yīng)少于10％，小于2μm的粉料應(yīng)占50％-70％，小于1μm的粉料應(yīng)為15％-30％，不得多于40％。
三、配料根據(jù)配方將粉料精確計(jì)量，加入塑化劑(塑化劑會(huì)在坯體燒成過程中燒盡)混合造粒(粒徑約20-80目)，為坯體成型作準(zhǔn)備。塑化劑選配如表2.
表2.

四、成型坯體采用模壓成型，成型壓方40-100MPa，保壓時(shí)間10小時(shí)。
五、燒結(jié)燒結(jié)分以下五個(gè)階段完成。
(一)、預(yù)熱階段本階段使坯體加熱和坯體殘余水份的排除。溫度常溫-300℃，時(shí)間為1-2小時(shí)。
(二)、氧化分解階段本階段發(fā)生的化學(xué)變化有結(jié)晶水排除，有機(jī)物、硫化物氧化，碳酸鹽分解，石英晶型轉(zhuǎn)變等。溫度300-1355℃，時(shí)間1-3小時(shí)。
(三)、高溫階段本階段坯料開始熔融。溫度1355-1810℃，時(shí)間3-8小時(shí)。
(四)、高溫?；痣A段溫度1810℃，時(shí)間5-7小時(shí)。
(五)、冷卻階段冷卻速率40-70℃/H。
六、表面強(qiáng)化和增韌處理坯體燒結(jié)成型后進(jìn)行表面退火處理，或離子注入表面改性，或激光表面處理，或機(jī)械化學(xué)拋光等方法清除表面缺陷，改善表面狀態(tài)，提高韌性。
以氧化鋁為基料的陶瓷配方(其制備方法如上述)及其物理力學(xué)性能如表3.
表3.

以氧化鎂為基料的陶瓷配方(其制備方法如上述)及其物理力學(xué)性能如下表4.
表4.

以石英為基料的陶瓷配方(其制備方法如上述)及其物理力學(xué)性能如表5.
表5.

權(quán)利要求
1.一種陶瓷窨井蓋，其蓋體是由陶瓷材料制成，這種陶瓷由2-100％的Al2O3、0-95％的MgO、0-74％的SiO2、0-15％的SiC、0-20％的ZrO2、0-15％的Si3N4、0-15％的B4C、0-15％的B2O3、0-15％的TiO2、0-10％的Li2O、0-2％的CaO和0-6.2％的ZnO燒制而成，且Al2O3、MgO、SiO2的用量之和大于或等于65％，以上百分比為重量百分比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窨井蓋，其特征是所述Al2O3為2.3-99％、MgO為0.5-95％、SiO2為0.5-74％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窨井蓋，其特征是蓋體由95％的Al2O3、1.5％的MgO、2.29％的SiO2、1.21％的CaO燒制而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窨井蓋，其特征是蓋體由95％的MgO、2.39％的Al2O3、1.61％的SiO2、1％的CaO燒制而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的窨井蓋，其特征是蓋體由73.5％的SiO2、16.2％的Al2O3、3％的TiO2、3％的ZrO2、4.3％的Li2O燒制而成。
6.權(quán)利要求1所述陶瓷窨井蓋的制備方法，其特征是將2-100％的Al2O3、0-95％的MgO、0-74％的SiO2、0-15％的SiC、0-20％的ZrO2、0-15％的Si3N4、0-15％的B4C、0-15％的B2O3、0-15％的TiO2、0-10％的Li2O、0-2％的CaO和0-6.2％的ZnO制成坯體，坯體在40-100MPa壓力下模壓成型，燒結(jié)，經(jīng)表面強(qiáng)化和增韌處理制得陶瓷窨井蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征是燒結(jié)采用以下步驟(一)、預(yù)熱對坯體預(yù)熱，溫度常溫-300℃，時(shí)間為1-2小時(shí)；(二)、氧化分解溫度300-1355℃，時(shí)間1-3小時(shí)；(三)、高溫處理溫度1355-1810℃，時(shí)間3-8小時(shí)；(四)、高溫保火溫度1810℃，時(shí)間5-7小時(shí)；(五)、冷卻冷卻速率40-70℃/H。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陶瓷窨井蓋，其蓋體是由陶瓷材料制成，這種陶瓷由2－100％的Al
文檔編號(hào)C04B35/03GK1743293SQ20041006078
公開日2006年3月8日 申請日期2004年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月1日
發(fā)明者呂云南 申請人:呂云南