CN1669980A - 刚玉－莫来石复合陶瓷推板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刚玉－莫来石复合陶瓷推板的制备方法。以莫来石颗粒、氧化铝颗粒、氧化铝微粉、莫来石微粉和超细硅微粉为原料，采用硅铝凝胶为结合剂，引入三氟化铝矿化剂制备。并根据推板的尺寸引入应力缝，确保推板在使用过程中的稳定性，进一步改善了推板的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷及耐火材料制品，尤其涉及一种刚玉-莫来石复合陶瓷推板的制备方法。
背景技术
随着我国电子陶瓷产业的持续发展，推板窑因具有长度短、占地面积小、设备简单、操作方便、温差小等优点，深受功能材料及元器件生产企业的欢迎，得到广泛应用，推板窑所需推板的需求量迅速增长。随着功能陶瓷及器件烧结工艺及装备的不断改进，隧道窑的烧结温度与及其对推板的稳定性的要求越来越高，传统的粘土质、高铝质、熔融石英质、氮化硅结合碳化硅质及普通堇青石质推板已无法满足使用要求，本发明提及的刚玉-莫来石推板则有效地满足了当今的需求。
莫来石具有热膨胀系数低、熔点高、抗蠕变、抗热震能力优异等特性；刚玉具有弹性好、熔点高、耐磨、抗化学侵蚀能力强等特性。本发明运用莫来石和刚玉不同的膨胀系数进行失配设置形成微裂纹提高刚玉-莫来石复合陶瓷推板的抗热震性能。在刚玉-莫来石陶瓷中引入硅铝凝胶取代粘土为结合剂，防止杂质的引入，减少玻璃相的生成，提高刚玉-莫来石陶瓷推板的抗蠕变性能，并引入三氟化铝矿化剂改善刚玉-莫来石陶瓷推板的综合性能，在大尺寸推板中引入开设应力缝工艺，从而大幅度提高刚玉-莫来石推板的寿命。
发明内容
为克服现有刚玉-莫来石推板抗蠕变性差，使用寿命短的缺点，本发明的目的在于提供一种刚玉-莫来石复合陶瓷推板的制备方法。
本发明采用的技术方案是：
1)、组分按重量百分比配比：
莫来石颗粒≤3mm 10～50％
氧化铝颗粒≤3mm 12～60％
氧化铝微粉≤180目 10～25％
莫来石微粉≤320目 0～12％
超细硅微粉≤320目 3～7％
硅铝凝胶 2～6％
三氟化铝 0～1.5％；
2)制备方法：
将氧化铝颗粒料和莫来石颗粒料干混；加入硅铝凝胶湿混；再加入氧化铝微粉、硅微粉和莫来石细粉湿混；捆料4～24小时；机压成型、干燥和烧成。
所述的硅铝凝胶采用市售铝胶和硅胶按莫来石化学配比运用溶胶-凝胶技术制备，其莫来石重量百分含量为5～10％。
所述的三氟化铝主要在于调整生成的莫来石的晶体形状，是一种矿化剂；所述的氧化铝颗粒是板状刚玉；所述的莫来石颗粒和莫来石微粉采用电熔方式制备；所述的氧化铝微粉是煅烧氧化铝微粉或电熔刚玉微粉；所述的超细硅微粉是氧化硅含量大于97％。
本发明具有的有益的效果是：本发明1600～1700℃烧成，使用寿命长的可用于1600～1700℃高温推板。其主要改进在于采用硅铝凝胶作为结合剂，并在推板中引入三氟化铝矿化剂控制烧结过程中生成的莫来石相的晶型，并根据推板的大小进行了应力缝的开设，凡尺寸大于25cm的推板则在两边对称开设2～4cm的应力缝，进一步改善了推板的使用寿命，目前在25米的1650℃高温隧道窑使用寿命达到80炉。
附图说明
图1是刚玉-莫来石推板开缝示意图；
图2是刚玉-莫来石推板显微结构图(无三氟化铝)；
图3是刚玉-莫来石推板显微结构图(含三氟化铝)。
具体实施方式
一、本发明的刚玉-莫来石陶瓷推板的制备方法如下：
1)、组分按重量百分比配比：
莫来石颗粒≤3mm 10～50％
氧化铝颗粒≤3mm 12～60％
氧化铝微粉≤180目 10～25％
莫来石微粉≤320目 0～12％
超细硅微粉≤320目 3～7％
硅铝凝胶 2～6％
三氟化铝 0～1.5％；
2)制备方法：
将氧化铝颗粒料和莫来石颗粒料干混；加入硅铝凝胶湿混；再加入氧化铝微粉、硅微粉和莫来石细粉湿混；捆料4～24小时；机压成型、干燥和烧成。
二，硅铝凝胶的制备方法：
1)将市售浓度为的10～20wt％氧化铝含量的铝胶加到盛有经酸化的PH值为2.5～3.0的去离子水进行稀释，搅拌配置成氧化铝含量为5～10wt％的铝溶胶备用；
2)在氧化硅含量为18wt％的硅溶胶中加入去离子水进行稀释，搅拌配置成氧化硅含量为5～10wt％的硅溶胶备用；
3)将配制好的铝溶胶在60～95℃反应釜中搅拌回流半小时，冷却到10～50℃按莫来石化学式比例加入定量的硅溶胶，边加入边搅拌，同时控制PH值≤3，搅拌时间为1～3小时制备硅铝溶胶。
通过脱水可制备不同浓度的硅铝凝胶，加入氨水或有机碱3-氨基丙醇可加快硅铝溶胶的胶凝时间，加入乙酰丙酮可延缓硅铝溶胶的胶凝时间。
用于去离子水酸化的材料为乙酸、硝酸、盐酸或草酸。
制备好的硅铝溶胶中加入硅铝溶胶重量的2～10％的三氟化铝矿化剂搅拌得到含矿化剂的硅铝凝胶。
刚玉-莫来石陶瓷推板根据不同隧道窑的温度、气氛、陶瓷挥发特性、窑的长度及载重量进行配方的调整，设计出相应的刚玉-莫来石陶瓷推板。这种推板的制造方法是将配比好的颗粒料干混后加入硅铝凝胶，再混入共混后的细料，捆料，机压成型，干燥后的砖坯经1600～1700℃烧成，其理化性能指标为
体积密度：2.5～3.1g/cm3
常温耐压强度：10～15MPa
常温抗折强度：80～150MPa
重烧线变化(1650℃)：±0.15％
热震稳定性1100℃水冷：≥25次
荷重软化点(0.2MPa)：≥1690℃
如图1所示，当所用推板尺寸大于25cm×25cm时，需要在侧向开设尺寸为宽度B的5～10％的应力缝d，两侧对称。
实施例1：
机压刚玉-莫来石陶瓷推板的配方为(重量百分比)：
莫来石颗粒≤3mm 12
氧化铝颗粒≤3mm 57.8
氧化铝细粉≤180目 20
莫来石细粉≤320目 0
超细硅微粉粉≤320目 5.7
硅铝凝胶 4.5
实施例2：
机压刚玉-莫来石陶瓷推板的配方为(重量百分比)：
莫来石颗粒≤3mm 48
氧化铝颗粒≤3mm 16.6
氧化铝细粉≤180目 19.4
莫来石细粉≤320目 7.5
超细硅微粉粉≤320目 5
硅铝凝胶 3.5
如图2所示，刚玉-莫来石推板显微结构(无三氟化铝)。
实施例3：
机压刚玉-莫来石陶瓷推板的配方为(重量百分比)：
莫来石颗粒≤3mm 12
氧化铝颗粒≤3mm 57.8
氧化铝细粉≤180目 19
莫来石细粉≤320目 0
超细硅微粉粉≤320目 5.7
硅铝凝胶 4.5
三氟化铝 1
如图3所示，刚玉-莫来石推板显微结构(含三氟化铝)。
Claims (3)
1、一种刚玉-莫来石复合陶瓷推板的制备方法，其特征在于：
1)、组分按重量百分比配比：
莫来石颗粒≤3mm 10～50％
氧化铝颗粒≤3mm 12～60％
氧化铝微粉≤180目 10～25％
莫来石微粉≤320目 0～12％
超细硅微粉≤320目 3～7％
硅铝凝胶 2～6％
三氟化铝 0～1.5％
2)制备方法：
将氧化铝颗粒料和莫来石颗粒料干混；加入硅铝凝胶湿混；再加入氧化铝微粉、硅微粉和莫来石细粉湿混；捆料4～24小时；机压成型、干燥和烧成。
2、根据权利要求1所述的一种刚玉-莫来石复合陶瓷推板的制备方法，其特征在于：所述的硅铝凝胶采用市售铝胶和硅胶按莫来石化学配比运用溶胶-凝胶技术制备，其莫来石重量百分含量为5～10％。
3、根据权利要求1所述的一种刚玉-莫来石复合陶瓷推板的制备方法，其特征在于：所述的三氟化铝主要在于调整生成的莫来石的晶体形状，是一种矿化剂；所述的氧化铝颗粒是板状刚玉；所述的莫来石颗粒和莫来石微粉采用电熔方式制备；所述的氧化铝微粉是煅烧氧化铝微粉或电熔刚玉微粉；所述的超细硅微粉是氧化硅含量大于97％。
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