專利名稱：一種鈦酸鋁坩堝制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制品制作技術(shù)，尤其是一種鈦酸鋁坩堝制品的制作方法。
背景技術(shù)：
鈦酸鋁(Al203 ，Ti02)陶瓷由于其熱膨脹系數(shù)小，耐溫高，耐侵蝕性強， 是一種熱震穩(wěn)定性很好的優(yōu)質(zhì)耐火材料。但由于自然界中沒有天然鈦酸鋁材料， 只有靠人工合成才能得到。合成方法是將^203和1102混合，加熱到高溫(1200 。C以上)使其反應(yīng)生成Al203.Ti02材料。通常制作鈦酸鋁陶瓷制品的方法是先 將Al20" TK)2和添加劑一同混合，在高溫下煅燒生成鈦酸鋁作為原料，然后 將鈦酸鋁原料經(jīng)破粉碎、成型、高溫燒結(jié)成鈦酸鋁陶瓷制品。這種制備鈦酸鋁 陶瓷工藝的主要缺點是(1)需要二步煅燒，能耗很大；(2)工序復雜，加工周 期長；(3)加工過程容易帶進雜質(zhì)，對制品性能有不良影響。
盡管如此，長期以來人們受鈦酸鋁陶瓷的技術(shù)理論及慣用工藝的思維束縛 和影響，在理論研究、應(yīng)用開發(fā)及產(chǎn)品制作等方面都釆用上述"二步煅燒"的 制作工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的及在于提出--種鈦酸鋁坩堝制品的制作方法，以克服現(xiàn)有技 術(shù)中鈦酸鋁制品制作方法所存在的缺陷。
本發(fā)明在多次試驗研究與探索的基礎(chǔ)上突破了鈦酸鋁陶瓷技術(shù)理論和習慣 的束縛，采用"一步煅燒"工藝制備了鈦酸鋁坩堝陶瓷制品。本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明所提出鈦酸鋁坩堝制品的制作方法為
1) 、按以下原料的質(zhì)量百分比進行配料
A1203 50 57%， Ti02 37~44%，添加劑 6~8%。
2) 、將配料混合均勻后再外加18 23%的結(jié)合劑水溶液，在球磨機或攪拌機 中制成漿料；
3) 、將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；
4) 、將坯體裝入溫度為80 10(TC的烘箱內(nèi)，保溫30-40小時烘干；
5) 、將烘干坯體裝入溫度為1550 163(TC的高溫窯爐中，保溫4 10小時進
行燒結(jié)。
鈦酸鋁材料的理論組成約為56%八1203和44% Ti02， A1203/ Ti02之比約為 1.27。在合成鈦酸鋁材料時，若八1203/Ti02之比大于1.27 (富Al結(jié)構(gòu))，多余 的A1203能與添加劑形成熔點較高的尖晶石類晶相(如Al203'MgO等)；若A1203/ Ti02之比小于1.27 (富Ti結(jié)構(gòu))，多余的Ti02能與添加劑形成熔點較低的鈦酸 鹽類晶相(如MgTi20s、 BaTi20s等)。通過試驗證明，富A1結(jié)構(gòu)的高溫性能優(yōu) 于富Ti結(jié)構(gòu)。
所述的添加劑包括MgO、 BaO、 Y203、 La203，它們在制品原料中的質(zhì)量百 分比MgO 2~5%, Y203 l 3°/。， La203 0 2%， BaO 0 2%。
加入添加劑的目的就是抑制A1203 Ti02的分解。MgO可與A1203形成尖晶 石.(Al2CVMgO)，也可與Ti02形成鈦酸鎂(Mg Ti205)。這些新晶相的生成， 可以有效地抑制八1203 .1102的分解。加入BaO可以降低燒結(jié)溫度，提高制品強 度。加入化學性能穩(wěn)定的稀土氧化物(Y203、 La203)不僅對Al2Cb'Ti02的分解有抑制作用，而且還可以抑制低熔點晶相的生成。
所述的結(jié)合劑水溶液其構(gòu)成及質(zhì)量百分比丙烯酰胺12%，雙聚丙烯酰胺 0.2%,過硫酸銨0.5%，四甲基乙二胺0.3%，余量為水。
在結(jié)合劑水溶液中，丙烯酰胺和雙聚丙烯酰胺在引發(fā)劑過硫酸銨的作用下 形成網(wǎng)狀聚丙烯酰胺凝聚體，將各種原料結(jié)合為一體。四甲基乙二胺作為催化 劑，其作用是加快聚丙烯酰胺凝聚體的形成。
本發(fā)明的主要特點是鈦酸鋁材料的合成和制品的燒成一步完成，即將A1203 和Ti02與其它添加劑混合，經(jīng)過成型和燒結(jié)直接制備鈦酸鋁坩堝制品。
本發(fā)明的主要優(yōu)點如下
(1) 只需一次高溫煅燒工序，節(jié)能約50%，生產(chǎn)成本可以降低50%以上。
(2) 制備工藝簡單，流程短，生產(chǎn)周期縮短約50%。
(3) 采用注凝方法成型，即物料依靠丙烯酰胺和雙聚丙烯酰胺在引發(fā)劑過 硫酸銨的作用下形成網(wǎng)狀聚丙烯酰胺凝聚體。
(4) 引入稀土氧化物作為添加劑，所生產(chǎn)的制品性能優(yōu)良。
具體實施例方式
實施例1
1、 按以下原料配比進行配料(百分比以重量計) A1203: 50%; Ti02: 44%; Y203: 1%; MgO: 50/o;
2、 將配料混合均勻后再加入結(jié)合劑水溶液18% (外加)，在球磨機或攪拌 機中制成漿料；
3、 將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；
4、 將坯體裝入溫度為8(TC的烘箱內(nèi)，保溫30小時烘干；5、將烘干坯體裝入溫度為160(TC的高溫窯爐中，保溫6小時進行燒結(jié)。
實施例2
1、 按以下原料配比進行配料(百分比以重量計)-
A1203: 53%; Ti02: 39%; Y203: 3%; MgO: 3%; BaO: 2%;
2、 將配料混合均勻后再加入結(jié)合劑水溶液20%，在球磨機或攪拌機中 制成漿料；
3、 將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；
4、 將坯體裝入溫度為9(TC的烘箱內(nèi)，保溫35小時烘干；
5、 將烘千坯體裝入溫度為155(TC的高溫窯爐中，保溫10小時進行燒結(jié)。 實施例3
1、 按以下原料配比進行配料(百分比以重量計)
A1203: 57%; Ti02: 37%; Y203: 2%; MgO: 2%; La203: 2%;
2、 將配料混合均勻后再加入結(jié)合劑水溶液23%，在球磨機或攪拌機中 制成漿料；
3、 將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；
4、 將坯體裝入溫度為IO(TC的烘箱內(nèi)，保溫40小時烘干；
5、 將烘干坯體裝入溫度為163(TC的高溫窯爐中，保溫8小時進行燒結(jié)。
權(quán)利要求
1、一種鈦酸鋁坩堝制品的制作方法，其特征在于所述的制作方法為1)、按以下原料的質(zhì)量百分比進行配料Al2O350～57％，TiO237～44％，添加劑6～8％；2)、將配料混合均勻后再外加18～23％的結(jié)合劑水溶液，在球磨機或攪拌機中制成漿料；3)、將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；4)、將坯體裝入溫度為80～100℃的烘箱內(nèi)，保溫30～40小時烘干；5)、將烘干坯體裝入溫度為1550～1630℃的高溫窯爐中，保溫4～10小時進行燒結(jié)；所述的添加劑包括MgO、BaO、Y2O3、La2O3，它們在制品原料中的質(zhì)量百分比MgO 2～5％，Y2O31～3％，La2O30～2％，BaO 0～2％；所述的結(jié)合劑水溶液其構(gòu)成及質(zhì)量百分比丙烯酰胺12％，雙聚丙烯酰胺0.2％，過硫酸銨0.5％，四甲基乙二胺0.3％，余量為水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鈦酸鋁坩堝制品的制作方法，其特征在于所述制作方法為按以下原料的質(zhì)量百分比進行配料Al₂O₃ 50～57％，TiO₂ 37～44％，添加劑(MgO、BaO、Y₂O₃、La₂O₃)6～8％；將配料混合均勻后再外加結(jié)合劑水溶液(丙烯酰胺、雙聚丙烯酰胺、過硫酸銨、四甲基乙二胺和水)18～23％，在球磨機或攪拌機中制成漿料；將漿料注入到制品模具中，待凝固后將坯體從模具中取出；將坯體裝入溫度為80～100℃的烘箱內(nèi)，保溫30～40小時烘干；將烘干坯體裝入溫度為1550～1630℃的高溫窯爐中，保溫4～10小時進行燒結(jié)本發(fā)明的高溫坩堝只需一次高溫煅燒工序，生產(chǎn)周期縮短，節(jié)能效果顯著，生產(chǎn)成本低，性能優(yōu)良，即純度高、密度大，強度大，耐溫高。
文檔編號C04B35/66GK101525243SQ20091006447
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者孫學義, 拯 張, 雷復興 申請人:洛陽北苑特種陶瓷有限公司