專利名稱：：一種高溫抗蠕變剛玉—莫來石承燒板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于陶瓷、耐火材料制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一禾中由a-Al203為顆粒料，以反應(yīng)形成的莫來石為結(jié)合相的高溫剛玉一莫來石承燒板及制備方法。所制備的剛玉一莫來石承燒板適應(yīng)于電子陶瓷、高溫陶瓷與各種高溫窯爐的承燒。
背景技術(shù)：
：岡1壓一莫來石窯具具有優(yōu)良的高溫?zé)釋W(xué)、力學(xué)性能，主要應(yīng)于電子陶瓷、高溫陶瓷領(lǐng)域用于燒成制品的承燒。由于生成莫來石相原料純度柳蹄l」，岡U玉—莫來石承燒板在大于1600。C條件下使用容易變形。目前使用溫度大于1600°C的高溫窯具主要以價(jià)格昂貴的重結(jié)晶碳化硅制品為主。剛玉一莫來石窯具常規(guī)制備方法是以剛玉、莫來石為顆粒料，以反應(yīng)生成的莫來石為結(jié)合相。已知技術(shù)文獻(xiàn)"莫來石-剛玉制承燒板的研制"(何國明，浦雪琴，諸愛珍.江蘇陶瓷.2005，38(2):20__23)公開了一種采用粘土與a氧化鋁微粉為細(xì)粉料，并添加鋯英石制作剛玉-莫來石承燒板的方法。粘土具有粘性和促燒作用，被廣泛應(yīng)用于耐火材料，用來提高材料的結(jié)合強(qiáng)度和降低燒淑顯度；但由于粘土含有Ti02、Fe203等雜質(zhì)，高^^成后這些雜質(zhì)主要以玻璃相存在，由于材料中殘存的玻璃相在高溫下以液相形式存在，對于在高溫下起支撐作用的承燒板材料來說這些液相會(huì)導(dǎo)致承燒板彎曲變形。因此在承燒板的制備方法中含有粘土成分的制品其使用溫度都小于1450°C。文獻(xiàn)對岡1J玉一莫來石承燒板的報(bào)道多集中在如何提高材料的抗熱震性。如文獻(xiàn)"添加齊樹岡1J玉—莫來石質(zhì)承燒板抗熱震性的影響"(武杏榮、曹楓、田鋒等.耐火材料.2004,38(6):386—388)公開了一種以氧化鋁微粉、硅線石粉和少量粘土為基質(zhì)，通過添加鈦白粉、鋯英石粉提高材料抗熱震性的方法。該法由于含有粘土，雖然通過添加劑提高了材料的抗熱震性，但無助于材料抗蠕變性的提高。3已知公開文獻(xiàn)"剛玉莫來石復(fù)相陶瓷熱ms蠕變性能的影響因素分析"(程本軍,郭興忠，楊輝.硅酸鹽通恨2005(3):35—39)報(bào)道了硅微粉、氧化鋁微粉與燒成溫度對剛玉莫來石材料熱震性與蠕變性能的影響，文中給中了抗熱震性與抗蠕變性最佳的工藝條件是11°/。氧化鋁微粉、3%的硅微粉1650。C條件下燒成。氧化鋁微粉、硅微粉為M級的原料，在165(TC^f牛下二者隨然能夠完全莫來石化，但由于原料活性的限制，莫來石晶粒的長大不明顯，另外目前工業(yè)級的硅微粉純度最高為97.1%，不能滿足制取高溫抗蠕變承燒板的要求。綜上分析基質(zhì)部分采用粘土或者氧化鋁微粉、硅微粉的制作工藝很難制取使用溫度超過165(TC的高性能承燒板。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決目前剛玉-莫來石承燒板使用，低，高溫下容易變形的缺點(diǎn)，提供一種f頓^g超過165(TC，抗彎蠕變性好、抗熱震性好和使用壽命長的剛玉-莫來石承燒板及其制備方法。本發(fā)明為完成其發(fā)明f壬務(wù)所采取的技術(shù)方案是一種高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板，其特征是其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為粒徑為5—0.088mm的a-Al203顆粒料70-85%，鋁-硅溶膠700。C予鵬并磨細(xì)至茅立度小于0.08mm細(xì)粉料5—15%，粒徑小于0.088mm電熔莫來石細(xì)粉5—15%;結(jié)合劑外加3-5%。上述鋁-硅溶膠700。C預(yù)燒并磨細(xì)至粒度小于0.08mm粉料是指將鋁-硅溶膠在110。C一150。C斜牛下千燥制取i央料，將±央料于700。C電爐或者隧道窯、梭式窯中f鵬除去結(jié)晶水使鋁-硅溶麟化為Al203-Si02納米級的混合物，將混合物方j(luò)[A振動(dòng)磨中磨細(xì)至粒徑小于0.088mm;所制得的混合物中A1203質(zhì)量百分比含量為72-78%，其余為Si02。所述結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液、聚乙烯醇、糊精、樹脂中的一種一種高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板的制備方法，其工藝步驟如下1)按原料加入比例將原料放入混料機(jī)中混合均勻；2)將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)將步驟2制備好的物料，稱重后置入模具中成型，成型壓力100150Mpa;4)成型后的素坯先自然干燥2天，然后在110-15(TC下進(jìn)行24小時(shí)烘干；5)烘干后，在1500160(TC鵬下燒制46小時(shí)，即得到承燒板制品。用本方法制得的高溫剛玉-莫來石承燒板具體指標(biāo)如表1所示表1高溫抗蠕變剛玉—莫來石承燒板性能指標(biāo)A1203Si02顯氣孔率常溫抗折1400"C高溫抗折使用溫度/%%%/MPa/MPa。C94614-1598.5>1650本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是對于高溫變剛玉-莫來石材料來說，不但要求材料具有M的常溫3M，而且要求材料在高溫下具有較好的抗蠕變斷裂的能力。其中核心的問題是要避免材料制備過程中產(chǎn)生玻璃相，從而防止材料在使用過程的軟化斷裂；另外，提高結(jié)合相莫來石的晶粒尺寸、減少材料中晶界滑移與位錯(cuò)的數(shù)量也是防止材料蠕變斷裂的另一重要途徑。本發(fā)明的原理是使用工業(yè)級的鋁一硅溶膠作為合成莫來石的前驅(qū)體。鋁一硅溶膠本身是鋁元素、硅元素納米級的混合物，它具有元素混合均勻、純度易于控制的特點(diǎn)；經(jīng)過700t煅燒后鋁元素、硅元素生成混合均勻的納米級的A1203、Si02，是低溫合成莫來石的理想前驅(qū)體。鋁一硅溶膠是一種4tX產(chǎn)品，雜質(zhì)成份如Na20、K20、Ti02可以得到有效的控制，由該前驅(qū)體生成的莫來石純度高，不含玻璃相，使用時(shí)可以有效的避免高溫下由于玻璃相的軟化導(dǎo)致的彎曲變形。由于鋁一硅溶膠生成的A1203、Si02是納米級的混合物，納^^才料的過禾呈效應(yīng)促使晶粒合并生長，并向板片狀交錯(cuò)發(fā)育，有效的減低了晶界數(shù)量，也使材5料中位錯(cuò)與晶界滑移的數(shù)量顯著減低，有效克服了細(xì)晶導(dǎo)致的蠕變斷裂。與硅微粉、a-Al203微粉作為莫來石前驅(qū)體的制品相比，鋁-硅溶膠莫來石化反應(yīng)完全無Si02殘余，具有很好的抗熱振性；與粘土相比，本方法所得制品由于玻璃相較少，顯著提高了制品的使用溫度。具體實(shí)施例方式在實(shí)施例中出現(xiàn)的含量、濃度等參數(shù)其單位均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，實(shí)施例1由85%的禾射55-0.088mma-^203顆粒料，7.5%的粒徑小于0.088mm電熔莫來石細(xì)粉，7.5%的鋁-硅溶膠700"予1^$^\1203含量72%)，外加4。/。PVA作為結(jié)合劑，其工藝步驟如下1)混料按上述比例將原料放入混料機(jī)中混合均勻；2)困料將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)成型將步驟2制備好的物料稱重后置入模具中成型，成型壓力150Mpa;4)烘干成型后的素還先自然千燥2天，然后在110'C下進(jìn)行24小時(shí)烘干;5)燒成烘干后，在1500r保溫6h燒成，即得到承燒板制品。所得高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板性能如表2所示表2實(shí)例l常規(guī)物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2由80%的米射55-0.088mma-Al203顆粒料，10%的粒徑小于0.088mm電熔莫來石細(xì)粉，10%的鋁-硅溶膠70(TC預(yù)燒茅iKAl203含量78%)，外加4%亞硫酸紙漿廢液作為結(jié)合劑。其工藝步驟如下1)混料按上述比例將原料放入混料機(jī)中混合均勻；2)困料將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)成型將步驟2制備好的物料稱重后置入模具中成型，成型壓力100Mpa;4)烘干成型后的素坯先自然干燥2天，然后在110。C下進(jìn)行24小時(shí)烘干;5)燒成烘干后，在1600。C保溫6h燒成，即得到承燒板制品。所得高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板性能如表3所示表3實(shí)例2常規(guī)物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3由70%粒徑5-0.088腿a-A1203顆粒料，15%粒徑小于0.088腿電熔莫來石細(xì)粉，15%鋁-硅溶膠70(TC予鵬秋Al203含量76)，外加4%亞硫酸紙漿廢液作為結(jié)合劑。其工藝步驟如下1)混料按上述比例將原料方1A混料機(jī)中混合均勻；2)困料將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)成型將步驟2制備好的物料稱重后置入模具中成型，成型壓力150Mpa;4)烘干成型后的素坯先自然千燥2天，然后在110T下進(jìn)行24小時(shí)烘干;5)燒成烘干后，在155(TC保溫4h燒成，即得到承燒板制品。所得高溫抗蠕z變剛玉-莫來石承燒板性能如表4所示表4實(shí)例3常規(guī)物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例4由80%粒徑5-0.088腿a畫Al203顆粒料、5%粒徑小于0.088mm電熔莫來石細(xì)粉、15%鋁-硅溶膠700°(:預(yù)燒茅4(^203含量74%)，夕卜加4%樹脂為結(jié)合劑。其工藝步驟如下"混料按上述比例將原料放入混料機(jī)中混合均勻；2)困料將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)成型將步驟2制備好的物料稱重后置入模具中成型，成型壓力100Mpa;4)烘干:成型后的素坯先自然干燥2天，然后在110t:下進(jìn)行24小時(shí)烘干;5)燒成烘干后，在160(TC保溫5h燒成，即得到承燒板制品。所得高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板性能如表5所示表5實(shí)例4常規(guī)物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實(shí)施例580%粒徑5-0.088纖a-A1203顆粒料，150/0粒徑小于0.088mm電熔莫來石細(xì)粉，5%鋁-硅溶膠70(TC予鵬半4(Al203含量76%)，外加4%糊精為結(jié)合劑。其工藝步驟如下1)混料按上述比例將原料放入混料機(jī)中混合均勻；2)困料將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)成型將步驟2制備好的物料稱重后置入模具中成型，成型壓力120Mpa;4)烘干成型后的素坯先自然干燥2天，然后在110T下進(jìn)行24小時(shí)烘干;5)燒成烘干后，在158(TC保溫6h燒成，即得到承燒板制品。所得高溫抗蠕變剛玉-莫來石承燒板性能如表6所示。表6實(shí)例5常規(guī)物理性能<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種高溫抗蠕變剛玉—莫來石承燒板，其特征是其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為粒徑為5—0.088mm的α-Al2O3顆粒料70-85％，粒度小于0.08mm的鋁-硅溶膠細(xì)粉料5—15％，所述粒度小于0.08mm的鋁-硅溶膠細(xì)粉料是由工業(yè)級的鋁-硅溶膠經(jīng)過110℃—150℃烘干、700℃預(yù)燒除去結(jié)晶水使鋁-硅溶膠轉(zhuǎn)化為Al2O3-SiO2納米級的混合物，所制得混合物中Al2O3質(zhì)量百分比含量為72-78％，其余為SiO2；粒徑小于0.088mm的電熔莫來石細(xì)粉5—15％；結(jié)合劑外加3-5％。2、按照權(quán)利要求1所述的一種高溫^變剛玉一莫來石承燒板，其特征是:所述結(jié)合劑為亞硫酸紙漿廢液、聚乙烯醇、糊精、樹脂中的一種3、一種制備權(quán)利要求1高溫抗蠕變剛玉一莫來石承燒板的方法，其特征是其工藝步驟如下1)按所要求比例將原料方JCA混料機(jī)中混合均勻；2)將上述混合均勻的物料在密閉狀態(tài)下靜置12小時(shí)；3)將步驟2制備好的物料，稱，置入模具中成型，成型壓力100150Mpa;4)成型后的素坯先自然^B喿2天，然后在110-150。C下進(jìn)行24小時(shí)烘干；5)烘干后，在15001600。C驢下燒制46小時(shí)，得到承燒板制品。全文摘要本發(fā)明屬于陶瓷窯具
技術(shù)領(lǐng)域：
。提供一種剛玉—莫來石承燒板及制備方法，其原料組分及各組分的質(zhì)量百分比為粒徑為5-0.088mm的α-Al₂O₃顆粒料70-85％，粒度小于0.08mm的鋁-硅溶膠細(xì)粉料5-15％，粒徑小于0.088mm的電熔莫來石細(xì)粉5-15％；結(jié)合劑外加3-5％。利用鋁-硅溶膠純度高，粒度小的特點(diǎn)，經(jīng)高溫?zé)珊笾迫「呒?、大晶粒莫來石相結(jié)合剛玉高溫抗蠕變承燒板，獲得的承燒板在高溫下使用不變形、抗熱震性好，可作為電子陶瓷、高溫陶瓷領(lǐng)域在大于1650℃條件下使用的承燒板。文檔編號C04B35/10GK101423414SQ20081023109公開日2009年5月6日申請日期2008年11月27日優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日發(fā)明者鵬劉,周會(huì)俊,張立明,王龍光申請人:中鋼集團(tuán)洛陽耐火材料研究院有限公司