[發明專利]用于煅燒高純Nb2O5和Ta2O5粉體的陶瓷坩堝

無效

• 申請號: 201010123566.5
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號: CN101788228A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 周健兒;張小珍;王建東
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10;C04B35/495;C04B41/85;C04B35/626
• 代理公司: 景德鎮市高嶺專利事務所 36120
• 代理人: 程雷

技術領域

本發明屬于先進陶瓷材料技術領域，具體地說，本發明涉及一種低膨脹、 高強度和具有優異的抗熱震性能的陶瓷坩堝。

背景技術

電子陶瓷、各種熒光粉以及冶金、化工等行業的生產中都需要各種不同規 格要求的坩堝等承燒用具。高純Nb₂O₅和Ta₂O₅是生產各種特種光學玻璃、高 頻和低頻電容器陶瓷和壓電陶瓷元件的重要原料，也用于生產鈮鐵和特殊鋼 需要的各種鈮或鉭合金，是制取鈮或鉭及其化合物的原料，還用于催化劑載 體、耐火材料和高溫環境障礙涂層等。因此，近年來對Nb₂O₅和Ta₂O₅原料的 需求量不斷增加。在Nb₂O₅和Ta₂O₅各種應用中，尤其是用于各種特種透明陶 瓷、電子陶瓷和光學薄膜的生產時，要求其高純度，因此在Nb₂O₅和Ta₂O₅生產中，首要解決的問題就是要盡可能提高它們的純度。由于Nb₂O₅和Ta₂O₅的制備主要是通過煅燒它們的前驅體如Nb(OH)₅、Ta(OH)₅等獲得，故其生產 過程中雜質的引入主要源于盛裝煅燒物的坩堝。目前在相關工業應用中常用 的坩堝主要有鉑金和剛玉質坩堝，但鉑金坩堝價格昂貴，剛玉質坩堝不但會 引起煅燒產物的污染，并且由于剛玉質坩堝抗熱震性能差(使用壽命不到10 次)，易發生坩堝炸裂現象，影響產品質量和增加生產成本。因此，開發抗熱 震無污染陶瓷坩堝迫在眉睫。為滿足各種苛刻條件下的應用要求，用高純 Nb₂O₅和Ta₂O₅粉體制備坩堝是一個重要途徑，并必須具備以下性能：(1)強 度高；(2)熱膨脹系數低，抗熱震性好。

中國發明專利文獻“一種高純氧化鈮、氧化鉭陶瓷坩堝的制造方法及所制 得的產品”(申請號：200810107137.1)公開了一種采用高純Nb₂O₅、Ta₂O₅制 造的陶瓷坩堝。但是純的Nb₂O₅和Ta₂O₅材質雖然具有較低的熱膨脹系數 (-0.83～1.87×10^-6/℃，25～900℃)，然而由于Nb₂O₅和Ta₂O₅晶體在熱處理過 程中會發生晶型轉變，產生體積效應，使材質微觀結構出現大量大裂紋，導 致材質強度低和抗熱震性差。此外，Nb₂O₅和Ta₂O₅晶體晶格熱膨脹各向異性 差異很大，也致使陶瓷體難以燒結，且進一步降低了材質強度(抗折強度僅 10～15MPa)和抗熱震性能。因而純的Nb₂O₅和Ta₂O₅制備的坩堝，不能滿足 高純Nb₂O₅和Ta₂O₅粉體制備工藝中急冷急熱的要求，破損率高，導致生產成 本高，從而影響了Nb₂O₅和Ta₂O₅粉體生產。為此，急需開發一種以Nb₂O₅和Ta₂O₅為基材，且強度高、熱膨脹系數低、抗熱震性能好、化學穩定性高的 坩堝材料，以滿足Nb₂O₅和Ta₂O₅粉體生產工藝中抗急冷急熱、對粉體無污染 的高性能陶瓷坩堝的要求。

發明內容