[發明專利]用于微波加熱熔化金屬的陶瓷坩堝

無效

• 申請號: 200710151024.7
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101261077A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 劉家臣;汪彩芬;吳蔚;翟羽佳;杜海燕
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F27B14/00
• 分類號: F27B14/00;B01L3/04;C04B35/482
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于先進陶瓷的技術領域；特別涉及一種用于微波加熱熔化金屬的氧化鋯陶瓷坩堝。

背景技術

煉鋼、冶金、鑄造等行業化驗、檢測等常需將金屬熔化，傳統的做法是將金屬或含金屬組分的樣塊放在陶瓷坩堝中，使用高溫電爐等傳統加熱方式將其熔化，這類方法的缺點是周期長、能耗高，近年來發展的微波加熱金屬技術，可有效降低熔化周期、縮短熔化時間，但由于加熱速度快，傳統陶瓷坩堝耐熱沖擊性能不能滿足要求，為提高陶瓷坩堝到的耐熱沖擊性能，需增加坩堝的氣孔率，這卻會導致坩堝與金屬液粘連的問題。

發明內容

為克服上述技術背景中的不足，本發明提出一種新的陶瓷坩堝材料及其制備方法，兼備耐熱、隔熱、抗熱沖擊、不粘連金屬液又具有微波吸收功能。

本發明涉及的坩堝采用亞微米和微米級穩定氧化鋯粉體，形成一定顆粒級配，并添加磷酸鑭組分，然后球磨混合制漿、注漿成型成坩堝形狀，經1600-1700℃高溫燒成。

上述穩定氧化鋯粉體的穩定劑可以是含氧化憶、氧化鈰、氧化鎂或氧化鈣穩定劑的一種或一種以上，穩定劑含量在8-20mol％。

上述一定顆粒級配的情形為：1μm以下粒度氧化鋯與20-60μm粒度氧化鋯的重量比為7∶3到9∶1。

上述磷酸鑭組分的粒度為0.5-2μm。

上述氧化鋯與磷酸鑭的重量比為7∶3到9∶1。

在上述注漿成型過程中，漿料中需添加0.1-0.5wt％分散劑，分散劑種類可以是羧甲基纖維素、聚丙烯酰銨、聚乙二醇、木質素一種或一種以上混合物。

在上述注漿成型過程中，注漿成型料漿水含量在20-40wt％。

在上述注漿成型過程中，注漿成型模具采用石膏模具，膏水重量比例采用100∶60-80。

本發明提出的用于微波加熱熔化金屬的陶瓷坩堝與其它陶瓷坩堝的積極效果在于：

氧化鋯自身鋯氧鍵強，不粘連高溫金屬液；耐高溫，導熱系數低，可保證其高溫隔熱保溫作用；采用不同粒度級配保證一定抗熱沖擊性能；加入磷酸鑭組分，由于磷酸鑭具有微觀層片狀結構，可保證整體在高致密度情況下的保持高的抗熱沖擊性能，有效防止高溫金屬液沿氣孔對坩堝的浸入；同時氧化鋯低溫具有一定吸收微波能的能力，并隨溫度升高微波吸收能力提高；由此本發明用于微波加熱熔化金屬的陶瓷坩堝兼備耐熱、隔熱、抗熱沖擊、不粘連金屬液又具有微波吸收的多重功能。

具體實施方式

最大顆粒小于1μm、平均粒度0.6μm的氧化鋯6.4公斤，20-60μm、平均粒度46μm的氧化鋯1.6公斤，平均粒度為1μm磷酸鑭2公斤，羧甲基纖維素200克，水3公廳，進行球磨混合4小時，注入膏水重量比例100∶70的石膏模具中，模具直徑為100毫米，高度150毫米；吸漿8毫米后將余漿導出，待坯體干燥后從模具中取出，在高溫爐中1600℃燒成4小時，隨爐冷卻后獲得陶瓷坩堝。該坩堝可在微波加熱條件下直接進行鋼、鐵、鋁、銅等金屬的熔化，熔化過程不炸裂、與環境隔熱效果好，且不粘連高溫金屬。