專利名稱：剛玉－莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷及耐火材料制品，尤其涉及一種剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國電子陶瓷產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，推板窯因具有長度短、占地面積小、設(shè)備簡單、操作方便、溫差小等優(yōu)點(diǎn)，深受功能材料及元器件生產(chǎn)企業(yè)的歡迎，得到廣泛應(yīng)用，推板窯所需推板的需求量迅速增長。隨著功能陶瓷及器件燒結(jié)工藝及裝備的不斷改進(jìn)，隧道窯的燒結(jié)溫度與及其對推板的穩(wěn)定性的要求越來越高，傳統(tǒng)的粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、熔融石英質(zhì)、氮化硅結(jié)合碳化硅質(zhì)及普通堇青石質(zhì)推板已無法滿足使用要求，本發(fā)明提及的剛玉-莫來石推板則有效地滿足了當(dāng)今的需求。
莫來石具有熱膨脹系數(shù)低、熔點(diǎn)高、抗蠕變、抗熱震能力優(yōu)異等特性；剛玉具有彈性好、熔點(diǎn)高、耐磨、抗化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)等特性。本發(fā)明運(yùn)用莫來石和剛玉不同的膨脹系數(shù)進(jìn)行失配設(shè)置形成微裂紋提高剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的抗熱震性能。在剛玉-莫來石陶瓷中引入硅鋁凝膠取代粘土為結(jié)合劑，防止雜質(zhì)的引入，減少玻璃相的生成，提高剛玉-莫來石陶瓷推板的抗蠕變性能，并引入三氟化鋁礦化劑改善剛玉-莫來石陶瓷推板的綜合性能，在大尺寸推板中引入開設(shè)應(yīng)力縫工藝，從而大幅度提高剛玉-莫來石推板的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有剛玉-莫來石推板抗蠕變性差，使用壽命短的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是1)、組分按重量百分比配比莫來石顆?！?mm 10～50％氧化鋁顆?！?mm 12～60％氧化鋁微粉≤180目10～25％莫來石微粉≤320目0～12％超細(xì)硅微粉≤320目3～7％
硅鋁凝膠 2～6％三氟化鋁 0～1.5％；2)制備方法將氧化鋁顆粒料和莫來石顆粒料干混；加入硅鋁凝膠濕混；再加入氧化鋁微粉、硅微粉和莫來石細(xì)粉濕混；捆料4～24小時；機(jī)壓成型、干燥和燒成。
所述的硅鋁凝膠采用市售鋁膠和硅膠按莫來石化學(xué)配比運(yùn)用溶膠-凝膠技術(shù)制備，其莫來石重量百分含量為5～10％。
所述的三氟化鋁主要在于調(diào)整生成的莫來石的晶體形狀，是一種礦化劑；所述的氧化鋁顆粒是板狀剛玉；所述的莫來石顆粒和莫來石微粉采用電熔方式制備；所述的氧化鋁微粉是煅燒氧化鋁微粉或電熔剛玉微粉；所述的超細(xì)硅微粉是氧化硅含量大于97％。
本發(fā)明具有的有益的效果是本發(fā)明1600～1700℃燒成，使用壽命長的可用于1600～1700℃高溫推板。其主要改進(jìn)在于采用硅鋁凝膠作為結(jié)合劑，并在推板中引入三氟化鋁礦化劑控制燒結(jié)過程中生成的莫來石相的晶型，并根據(jù)推板的大小進(jìn)行了應(yīng)力縫的開設(shè)，凡尺寸大于25cm的推板則在兩邊對稱開設(shè)2～4cm的應(yīng)力縫，進(jìn)一步改善了推板的使用壽命，目前在25米的1650℃高溫隧道窯使用壽命達(dá)到80爐。


圖1是剛玉-莫來石推板開縫示意圖；圖2是剛玉-莫來石推板顯微結(jié)構(gòu)圖(無三氟化鋁)；圖3是剛玉-莫來石推板顯微結(jié)構(gòu)圖(含三氟化鋁)。
具體實(shí)施例方式
一、本發(fā)明的剛玉-莫來石陶瓷推板的制備方法如下1)、組分按重量百分比配比莫來石顆?！?mm 10～50％氧化鋁顆粒≤3mm 12～60％氧化鋁微粉≤180目 10～25％莫來石微粉≤320目 0～12％超細(xì)硅微粉≤320目 3～7％硅鋁凝膠2～6％三氟化鋁0～1.5％；
2)制備方法將氧化鋁顆粒料和莫來石顆粒料干混；加入硅鋁凝膠濕混；再加入氧化鋁微粉、硅微粉和莫來石細(xì)粉濕混；捆料4～24小時；機(jī)壓成型、干燥和燒成。
二，硅鋁凝膠的制備方法1)將市售濃度為的10～20wt％氧化鋁含量的鋁膠加到盛有經(jīng)酸化的PH值為2.5～3.0的去離子水進(jìn)行稀釋，攪拌配置成氧化鋁含量為5～10wt％的鋁溶膠備用；2)在氧化硅含量為18wt％的硅溶膠中加入去離子水進(jìn)行稀釋，攪拌配置成氧化硅含量為5～10wt％的硅溶膠備用；3)將配制好的鋁溶膠在60～95℃反應(yīng)釜中攪拌回流半小時，冷卻到10～50℃按莫來石化學(xué)式比例加入定量的硅溶膠，邊加入邊攪拌，同時控制PH值≤3，攪拌時間為1～3小時制備硅鋁溶膠。
通過脫水可制備不同濃度的硅鋁凝膠，加入氨水或有機(jī)堿3-氨基丙醇可加快硅鋁溶膠的膠凝時間，加入乙酰丙酮可延緩硅鋁溶膠的膠凝時間。
用于去離子水酸化的材料為乙酸、硝酸、鹽酸或草酸。
制備好的硅鋁溶膠中加入硅鋁溶膠重量的2～10％的三氟化鋁礦化劑攪拌得到含礦化劑的硅鋁凝膠。
剛玉-莫來石陶瓷推板根據(jù)不同隧道窯的溫度、氣氛、陶瓷揮發(fā)特性、窯的長度及載重量進(jìn)行配方的調(diào)整，設(shè)計出相應(yīng)的剛玉-莫來石陶瓷推板。這種推板的制造方法是將配比好的顆粒料干混后加入硅鋁凝膠，再混入共混后的細(xì)料，捆料，機(jī)壓成型，干燥后的磚坯經(jīng)1600～1700℃燒成，其理化性能指標(biāo)為體積密度2.5～3.1g/cm3常溫耐壓強(qiáng)度10～15MPa常溫抗折強(qiáng)度80～150MPa重?zé)€變化(1650℃)±0.15％熱震穩(wěn)定性1100℃水冷≥25次荷重軟化點(diǎn)(0.2MPa)≥1690℃如圖1所示，當(dāng)所用推板尺寸大于25cm×25cm時，需要在側(cè)向開設(shè)尺寸為寬度B的5～10％的應(yīng)力縫d，兩側(cè)對稱。
實(shí)施例1機(jī)壓剛玉-莫來石陶瓷推板的配方為(重量百分比)莫來石顆粒≤3mm12
氧化鋁顆?！?mm 57.8氧化鋁細(xì)粉≤180目20莫來石細(xì)粉≤320目0超細(xì)硅微粉粉≤320目 5.7硅鋁凝膠 4.5實(shí)施例2機(jī)壓剛玉-莫來石陶瓷推板的配方為(重量百分比)莫來石顆粒≤3mm 48氧化鋁顆?！?mm 16.6氧化鋁細(xì)粉≤180目19.4莫來石細(xì)粉≤320目7.5超細(xì)硅微粉粉≤320目 5硅鋁凝膠 3.5如圖2所示，剛玉-莫來石推板顯微結(jié)構(gòu)(無三氟化鋁)。
實(shí)施例3機(jī)壓剛玉-莫來石陶瓷推板的配方為(重量百分比)莫來石顆?！?mm 12氧化鋁顆?！?mm 57.8氧化鋁細(xì)粉≤180目19莫來石細(xì)粉≤320目0超細(xì)硅微粉粉≤320目 5.7硅鋁凝膠 4.5三氟化鋁 1如圖3所示，剛玉-莫來石推板顯微結(jié)構(gòu)(含三氟化鋁)。
權(quán)利要求
1.一種剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法，其特征在于1)、組分按重量百分比配比莫來石顆粒≤3mm 10～50％氧化鋁顆?！?mm 12～60％氧化鋁微粉≤180目 10～25％莫來石微粉≤320目 0～12％超細(xì)硅微粉≤320目 3～7％硅鋁凝膠2～6％三氟化鋁0～1.5％2)制備方法將氧化鋁顆粒料和莫來石顆粒料干混；加入硅鋁凝膠濕混；再加入氧化鋁微粉、硅微粉和莫來石細(xì)粉濕混；捆料4～24小時；機(jī)壓成型、干燥和燒成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法，其特征在于所述的硅鋁凝膠采用市售鋁膠和硅膠按莫來石化學(xué)配比運(yùn)用溶膠-凝膠技術(shù)制備，其莫來石重量百分含量為5～10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剛玉-莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法，其特征在于所述的三氟化鋁主要在于調(diào)整生成的莫來石的晶體形狀，是一種礦化劑；所述的氧化鋁顆粒是板狀剛玉；所述的莫來石顆粒和莫來石微粉采用電熔方式制備；所述的氧化鋁微粉是煅燒氧化鋁微粉或電熔剛玉微粉；所述的超細(xì)硅微粉是氧化硅含量大于97％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種剛玉－莫來石復(fù)合陶瓷推板的制備方法。以莫來石顆粒、氧化鋁顆粒、氧化鋁微粉、莫來石微粉和超細(xì)硅微粉為原料，采用硅鋁凝膠為結(jié)合劑，引入三氟化鋁礦化劑制備。并根據(jù)推板的尺寸引入應(yīng)力縫，確保推板在使用過程中的穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善了推板的使用壽命。
文檔編號C04B35/185GK1669980SQ20051004935
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者王家邦, 楊輝, 王立旺 申請人:浙江大學(xué)