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CN108046783B - 堇青石-刚玉空心球匣钵、制备方法及其应用 - Google Patents

堇青石-刚玉空心球匣钵、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种堇青石‑刚玉空心球匣钵、制备方法及其应用，涉及耐火材料技术领域，本发明提供的堇青石‑刚玉空心球匣钵主要以高岭土、滑石、氧化铝、特定粒径的刚玉、特定粒径的刚玉空心球和特定粒径的堇青石为原料，具有使用寿命长和使用成本低的优点；另外，各原料来源广、价格低廉。本发明提供的堇青石‑刚玉空心球匣钵的制备方法工艺步骤简单，只需将各原料混合均匀，加入结合剂后再次混合均匀，然后经成型和烧成后即得，制备得到的堇青石‑刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点。将上述堇青石‑刚玉空心球匣钵应用于陶瓷生产中，能够有效降低陶瓷的生产成本。

Description

堇青石-刚玉空心球匣钵、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其是涉及一种堇青石-刚玉空心球匣钵、制备方法及其应用。
背景技术
在烧制陶瓷器过程中，为防止气体及有害物质对坯体、釉面的破坏及污损，将陶瓷器和坯体放置在耐火材料制成的容器中焙烧，这种容器即称匣钵。匣钵属于硅酸盐制品，也是日用陶瓷生产常用的一种窑具，陶瓷产品烧成时，可以将坯体放在匣钵中进入窑炉进行烧成。烧成完成后，从匣钵取出陶瓷制品，匣钵可重复使用。匣钵的生产原料是一般是优质矿物料，匣钵经过1350℃的高温烧成，形成新的结晶物，例如，铝硅镁质匣钵以铝、硅、镁为主要成份，以莫来石、堇青石为主晶体。现有的匣钵在重复使用中会产生老化或破损，使用近百次之后匣钵报废，使用寿命短，且会造成极大的浪费，生产及使用成本较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种堇青石-刚玉空心球匣钵，该匣钵具有使用寿命长和使用成本低的优点，各原料来源广、价格低廉，因此匣钵的生产成本也较低。
本发明的第二个目的在于提供一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，该方法工艺步骤简单，加工简便，制备得到的堇青石-刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点。
本发明的第三个目的在于提供一种上述堇青石-刚玉空心球匣钵在陶瓷生产中的应用，能够有效降低陶瓷的生产成本。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土6-12份，滑石6-10份，氧化铝3-8份，粒径不大于46.9μm的刚玉20-30份，粒径不大于1mm的刚玉空心球40-60份以及粒径为1-3mm的堇青石5-15份。
进一步地，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土7-11份，滑石7-9份，氧化铝3-7份，粒径不大于46.9μm的刚玉22-28份，粒径不大于1mm的刚玉空心球45-55份以及粒径为1-3mm的堇青石8-12份。
进一步地，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
本发明还提供了上述的堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的各原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得到混合料，混合料经成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵。
进一步地，结合剂包括纸浆废液，纸浆废液的加入量为3％-12％。
进一步地，纸浆废液的加入量为3％-4％，混合料采用液压成型，成型后烧成即可。
进一步地，纸浆废液的加入量为10％-12％，混合料采用冲压成型或震动加压成型，成型后首先进行干燥，然后再烧成即可。
进一步地，纸浆废液的加入量为3.5％或11％。
进一步地，烧成的温度为1360-1410℃，保温时间为3-5h。
另外，本发明还提供了上述的堇青石-刚玉空心球匣钵在陶瓷生产中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的堇青石-刚玉空心球匣钵主要以高岭土、滑石、氧化铝、特定粒径的刚玉、特定粒径的刚玉空心球和特定粒径的堇青石为原料，其中刚玉、刚玉空心球和堇青石的粒径对匣钵的质量影响非常重要，粒径过大或过小均会使匣钵的使用寿命降低，只有在本发明中特定的粒径范围内才能使匣钵的使用寿命达到最佳；以上各原料相互配合，制备得到的匣钵的耐热性能及抗热震性能好，匣钵在使用过程中不易出现氧化、分解、合成等化学反应，化学稳定性好，且不易变形，尺寸稳定性好，匣钵内的压力较为稳定，不易出现破裂，因此，匣钵具有使用寿命长和使用成本低的优点；另外，各原料来源广、价格低廉，因此，匣钵的生产成本较低。
本发明提供的堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法工艺步骤简单，只需将各原料混合均匀，加入结合剂后再次混合均匀，然后经成型和烧成后即得，加工简便，制备得到的堇青石-刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点。
将上述堇青石-刚玉空心球匣钵应用于陶瓷生产中，由于该堇青石-刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点，因此能够有效降低陶瓷的生产成本。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土6-12份，滑石6-10份，氧化铝3-8份，粒径不大于46.9μm的刚玉20-30份，粒径不大于1mm的刚玉空心球40-60份以及粒径为1-3mm的堇青石5-15份。
高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。高岭石的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O，其理论化学组成为46.54％的SiO2，39.5％的Al2O3，13.96％的H2O。我国有五大高岭土矿产地：(1)湖南省衡阳县界牌镇高岭土，(2)茂名地区高岭土，(3)龙岩高岭土，(4)苏州阳山高岭土，(5)合浦高岭土，(6)北方煤系高岭土。本发明的高岭土优选为苏州阳山高岭土，又称苏州泥，其质地纯净，化学成分十分接近高岭石的理论成分，Al2O3含量可高达39％左右，颜色洁白、颗粒细腻。
本发明中，按质量份数计，高岭土例如可以为，但不限于6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份、10份、10.5份、11份、11.5份或12份。
在一个优选的实施方式中，高岭土中Al2O3质量百分含量在32-40％，细度320目筛余小于10％。
滑石是热液蚀变矿物，属于三八面体矿物，其结构式为(Mg6)[Si8]O20(OH)4。滑石一般呈块状、叶片状、纤维状或放射状，质地非常软，并且具有滑腻的手感，可做为耐火材料使用。优选地，滑石为煅烧滑石，二氧化硅质量百分含量不低于60％，氧化镁质量百分含量不低于30％。
本发明中，按质量份数计，滑石例如可以为，但不限于6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份。
在一个优选的实施方式中，滑石中的二氧化硅含量为60％，氧化镁含量为30％，细度320目筛余小于10％。上述滑石的组成和细度合理，采用上述组成的滑石制备得到的匣钵的性能更加稳定、质量更高。
氧化铝(Aluminium oxide/Aluminum oxide，化学式Al2O3)是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。
本发明中，按质量份数计，氧化铝例如可以为，但不限于3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份、7份、7.5份或8份。
在一个优选的实施方式中，氧化铝为α-氧化铝。α-氧化铝是所有氧化铝中最稳定的物相，它的稳定性和它的晶体结构有着密切的关系，氧化铝属A2B3型化合物，α-氧化铝属三方晶系，在α-氧化铝晶体结构中，由3个氧原子组成的面是两相邻接的八面体所共有，整个晶体可以看成无数八面体AlO6通过共面结合而成的大“分子”，这一结构使得α-氧化铝的稳定性大。
刚玉粉，白色，切削力较强。化学稳定性好，具有很好的绝缘性。刚玉是以优质铝氧化粉为原料，经电熔提炼结晶而成，纯度高、自锐性好、耐酸碱腐蚀、耐高温、热态性能稳定，它硬度略高于棕刚玉，韧性稍低，磨削能力强、发热量小、效率高。用其可制成磨具，可适用于磨削高碳钢、高速钢及不锈钢等细粒度磨料；还可以用于精密铸造和高级耐火材料。
本发明中，按质量份数计，粒径不大于46.9μm的刚玉例如可以为，但不限于20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份或30份。
在一个优选的实施方式中，刚玉粉为电容刚玉粉。
在本发明中，粒径不大于1mm的刚玉空心球例如可以为，但不限于40份、42份、44份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份或60份。
在一个优选的实施方式中，刚玉空心球为电容刚玉空心球。其中，按重量分数计，刚玉空心球的组成包括Al2O3 85-96.01份，SiO2 1.23份，MgO 1.11份以及TiO2 1.65份。上述刚玉空心球的组成合理，耐压强度达到50N，使用温度高达1650℃，堆积密度为0.5-1，粒度0.2-5，主晶相为α-Al2O3。采用上述组成的刚玉空心球制备得到的匣钵的性能更加稳定、质量更高。
堇青石是一种硅酸盐矿物，通常具有浅蓝或浅紫色，玻璃光泽，透明至半透明，堇青石耐火性好、受热膨胀率低。本发明中的堇青石可选用天然堇青石或合成堇青石。可选地，合成堇青石可采用以下原料进行制备：1)氧化镁粉：氧化镁含量大于80％，细度320目筛余＜10％；2)氧化铝粉：氧化铝含量大于95％，颗粒中位直径D50＜2μm；3)氧化铝粉：氧化铝含量大于95％，细度320目筛余＜10％；4)煅烧高岭土：氧化铝含量在35％-55％，细度320目筛余＜10％。
本发明中，按质量份数计，粒径为1-3mm的堇青石例如可以为，但不限于5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
在一个优选的实施方式中，按质量份数计，堇青石的组成包括：Al2O3 32-35份、MgO13-15份、SiO2 47-51份和Fe2O3 0-0.6份。上述堇青石的组成合理，采用上述组成的堇青石制备得到的匣钵的性能更加稳定、质量更高。按质量份数计，Al2O3例如可以为，但不限于32份、32.5份、33份、33.5份、34份、34.5份或35份；MgO例如可以为，但不限于13份、13.5份、14份、14.5份或15份；SiO2例如可以为，但不限于47份、47.5份、48份、48.5份、49份、49.5份、50份、50.5份或51份；Fe2O3例如可以为，但不限于0份、0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份或0.6份。
在一个优选的实施方式中，堇青石的密度不低于1.6g/cm3，吸水率不高于2％。堇青石密度过低，得到的匣钵的致密性较差，影响匣钵的强度。吸水率过高，说明堇青石内部孔隙率较高，同样会影响匣钵的强度。
本发明提供的堇青石-刚玉空心球匣钵主要以高岭土、滑石、氧化铝、特定粒径的刚玉、特定粒径的刚玉空心球和特定粒径的堇青石为原料，其中刚玉、刚玉空心球和堇青石的粒径对匣钵的质量影响非常重要，粒径过大或过小均会使匣钵的使用寿命降低，只有在本发明中特定的粒径范围内才能使匣钵的使用寿命达到最佳；以上各原料相互配合，制备得到的匣钵的耐热性能及抗热震性能好，匣钵在使用过程中不易出现氧化、分解、合成等化学反应，化学稳定性好，且不易变形，尺寸稳定性好，匣钵内的压力较为稳定，不易出现破裂，因此，匣钵具有使用寿命长和使用成本低的优点；另外，各原料来源广、价格低廉，因此，匣钵的生产成本较低。
在一个优选的实施方式中，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
本发明还提供了上述的堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的各原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得到混合料，混合料经成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵。
上述制备方法工艺步骤简单，只需将各原料混合均匀，加入结合剂后再次混合均匀，然后经成型和烧成后即得，加工简便，制备得到的堇青石-刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点。
在一个优选的实施方式中，结合剂包括纸浆废液，纸浆废液的加入量为3％-12％。纸浆废液是造纸厂排出的废弃物，内含木质素及其衍生物，能将各原料结合到一起，提高匣钵的强度，降低各原料之间的摩擦力，从而提高匣钵的密度。纸浆废液的加入量结合各原料的性质及其含量而定，优选为3％-12％，例如可以为，但不限于3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％或12％；当加入量为3.5％或11％效果最佳，因此进一步优选加入量为3.5％或11％。
本发明中，上述纸浆废液的加入量是指纸浆废液质量占混合料质量的百分含量。
在一个优选的实施方式中，纸浆废液的加入量为3％-4％，混合料采用液压成型，成型后烧成即可。按使用的液体介质不同，可将液压成型分为水压成型和油压成型，本发明优选为油压成型。
在另一个优选的实施方式中，纸浆废液的加入量为10％-12％，混合料采用冲压成型或震动加压成型，成型后首先进行干燥，然后再烧成即可。
在一个优选的实施方式中，烧成的温度为1360-1410℃，保温时间为3-5h。上述烧成的温度例如可以为，但不限于1360℃、1365℃、1370℃、1375℃、1380℃、1385℃、1390℃、1395℃、1400℃、1405℃或1410℃；保温时间例如可以为，但不限于3h、3.5h、4h、4.5h或5h。上述烧成的温度充分考量了各原料的化学组成及其性能，当烧成的温度为1360-1410℃时，能够更好地生成反应物，从而使匣钵的性能更加稳定。温度过低，匣钵无法充分收缩，气孔率较高，密度较低；温度过高容易产生过烧等现象，使匣钵内部产生微裂纹，强度降低。保温时间与烧成的温度互相配合，共同达到最佳烧成效果。
以上烧成所用的煅烧窑炉，可以是梭式窑、隧道窑、倒焰窑或滚道窑。
另外，本发明还提供了上述的堇青石-刚玉空心球匣钵在陶瓷生产中的应用。
将上述堇青石-刚玉空心球匣钵应用于陶瓷生产中，由于该堇青石-刚玉空心球匣钵具有成本低、性价比高和使用寿命长的优点，因此能够有效降低陶瓷的生产成本。
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土6份，滑石10份，α-氧化铝3份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉30份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球40份以及粒径为1-3mm的堇青石15份。
实施例2
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土12份，滑石6份，α-氧化铝8份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉20份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球60份以及粒径为1-3mm的堇青石5份。
实施例3
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土7份，滑石9份，α-氧化铝3份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉28份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球45份以及粒径为1-3mm的堇青石12份。
实施例4
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土11份，滑石7份，α-氧化铝7份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉22份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球55份以及粒径为1-3mm的堇青石8份。
实施例5
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，α-氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉25份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
实施例6-10
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：分别按照实施例1-5的配方将配方量的各原料混合均匀，然后加入3％的纸浆废液再次混合均匀得到混合料，混合料经冲压成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵，其中烧成的温度为1350℃，保温时间为6h。
实施例11
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：按照实施例5的配方将配方量的各原料混合均匀，然后加入3.5％的纸浆废液再次混合均匀得到混合料，混合料经油压成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵，其中烧成的温度为1350℃，保温时间为6h。
实施例12
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，与实施例11不同的是，本实施例的烧成的温度为1380℃，保温时间为4h。上述烧成温度和保温时间均在本发明优选的范围内。
实施例13
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：按照实施例5的配方将配方量的各原料混合均匀，然后加入11％的纸浆废液再次混合均匀得到混合料，混合料经油压成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵，其中烧成的温度为1350℃，保温时间为6h。
实施例14
本实施例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，包括以下步骤：按照实施例5的配方将配方量的各原料混合均匀，然后加入11％的纸浆废液再次混合均匀得到混合料，混合料经冲压成型、干燥和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵，其中烧成的温度为1380℃，保温时间为4h。
对比例1
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土5份，滑石12份，α-氧化铝9份，粒径不大于46.9μm的电容刚玉32份，粒径不大于1mm的电容刚玉空心球35份以及粒径为1-3mm的堇青石20份。
对比例2
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于100μm的刚玉25份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
对比例3
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份，粒径不大于10mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
对比例4
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为10mm的堇青石10份。
对比例5
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
对比例6
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
对比例7
本对比例提供了一种堇青石-刚玉空心球匣钵，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份以及粒径不大于1mm的刚玉空心球50份。
为了对本发明提供的堇青石-刚玉空心球匣钵的有益效果进行进一步的说明，进行如下实验：
分别对实施例1-14和对比例1-7中的匣钵进行性能测试，在1200℃下进行反复使用，每次使用时间为8h，然后统计各匣钵的使用寿命(以匣钵出现断裂以致匣钵部分脱落、破损为准)，以及观察在使用100次之后匣钵的表面状态，测试结果如表1所示。
表1匣钵性能测试结果
组别 使用寿命(次) 使用100次后匣钵的表面状态
实施例1 159 无裂纹、无脱落、无破损
实施例2 161 无裂纹、无脱落、无破损
实施例3 160 无裂纹、无脱落、无破损
实施例4 165 无裂纹、无脱落、无破损
实施例5 169 无裂纹、无脱落、无破损
实施例6 164 无裂纹、无脱落、无破损
实施例7 165 无裂纹、无脱落、无破损
实施例8 166 无裂纹、无脱落、无破损
实施例9 171 无裂纹、无脱落、无破损
实施例10 176 无裂纹、无脱落、无破损
实施例11 179 无裂纹、无脱落、无破损
实施例12 184 无裂纹、无脱落、无破损
实施例13 182 无裂纹、无脱落、无破损
实施例14 191 无裂纹、无脱落、无破损
对比例1 99 完全破损
对比例2 97 完全破损
对比例3 92 完全破损
对比例4 96 完全破损
对比例5 104 完全破损
对比例6 101 完全破损
对比例7 98 完全破损
由表1的测试结果可知，实施例1-14中得到的堇青石-刚玉空心球匣钵的使用寿命和使用100次后匣钵的表面状态均优于对比例1-7，说明本发明提供的堇青石-刚玉空心球匣钵经过各原料的合理配合，具有使用寿命长的优点，改变各原料的含量或删除其中任意原料，其使用寿命均会变短。
进一步分析可知，实施例6-10中的匣钵采用了本发明的制备方法制备得到，其使用寿命分别比实施例1-5的使用寿命长，说明本发明的制备方法工艺合理，充分考量了各原料自身的性质，能够进一步延长匣钵的使用寿命。实施例12的烧成温度和保温时间均在本发明优选的范围内，其使用寿命比实施例11长；实施例14的成型方式、烧成温度及保温时间均在本发明优选的范围内，其使用寿命比实施例13长，由此说明，采用本发明优选的实施方式制备得到的匣钵的使用寿命更长。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种堇青石-刚玉空心球匣钵，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土6-12份，滑石6-10份，氧化铝3-8份，粒径不大于46.9μm的刚玉20-30份，粒径不大于1mm的刚玉空心球40-60份以及粒径为1-3mm的堇青石5-15份。
2.根据权利要求1所述的堇青石-刚玉空心球匣钵，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土7-11份，滑石7-9份，氧化铝3-7份，粒径不大于46.9μm的刚玉22-28份，粒径不大于1mm的刚玉空心球45-55份以及粒径为1-3mm的堇青石8-12份。
3.根据权利要求2所述的堇青石-刚玉空心球匣钵，其特征在于，主要由以下质量份的原料制备而成：
高岭土9份，滑石8份，氧化铝3.5份，粒径不大于46.9μm的刚玉25份，粒径不大于1mm的刚玉空心球50份以及粒径为1-3mm的堇青石10份。
4.如权利要求1-3任一项所述的堇青石-刚玉空心球匣钵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将配方量的各原料混合均匀，然后加入结合剂再次混合均匀得到混合料，混合料经成型和烧成后即可得到所述堇青石-刚玉空心球匣钵。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，结合剂包括纸浆废液，纸浆废液的加入量为3％-12％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，纸浆废液的加入量为3％-4％，混合料采用液压成型，成型后烧成即可。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，纸浆废液的加入量为10％-12％，混合料采用冲压成型或震动加压成型，成型后首先进行干燥，然后再烧成即可。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，纸浆废液的加入量为3.5％或11％。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，烧成的温度为1360-1410℃，保温时间为3-5h。
10.如权利要求1-3任一项所述的堇青石-刚玉空心球匣钵在陶瓷生产中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109305808A (zh) * 2018-10-16 2019-02-05 武汉科技大学 一种锂电池正极材料烧成用匣钵及其制备方法
CN112409000A (zh) * 2020-11-24 2021-02-26 湖南仁海科技材料发展有限公司 一种陶瓷金属化炉用莫来石推板及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1885691A (en) * 1928-04-24 1932-11-01 New Castle Refractories Compan Ware support
US1778561A (en) * 1928-07-03 1930-10-14 American Encaustic Tiling Comp Tile setter
FR2223330A1 (en) * 1973-03-28 1974-10-25 Norton Co Low temp firing alumina refractory body - comprises alumina, silicon carbide and opt. zirconia
DE2323486A1 (de) * 1973-05-10 1974-11-21 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur herstellung von weissen brennkapseln zum brennen von keramischen formteilen
GB2372247B (en) * 2001-02-19 2004-03-10 Dyson Ind Ltd Kiln furniture or the like
CN101172832A (zh) * 2007-10-23 2008-05-07 浙江大学 一种轻质高强不烧砖
CN102674864A (zh) * 2012-05-31 2012-09-19 湖南仁海科技材料发展有限公司 1750℃高温刚玉莫来石承烧板配方及制备工艺
CN103951394B (zh) * 2014-04-23 2015-09-16 济南大学 一种高温抗热震氧化铝陶瓷承烧板及其制备工艺
CN104944930B (zh) * 2015-06-11 2017-09-01 濮阳市正淳特种陶瓷有限公司 一种耐火匣钵及其制备方法
CN106699126A (zh) * 2015-11-13 2017-05-24 唐山隆昌瓷业有限公司 中压浇注法制造异形匣钵的配方及其生产工艺
CN105693227A (zh) * 2016-01-08 2016-06-22 浙江长兴久鑫耐火材料有限公司 新型匣钵
CN106083083A (zh) * 2016-06-12 2016-11-09 姚焕根 复合匣钵的制备方法

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