[發明專利]一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法

有效

• 申請號: 201210013922.7
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102584249A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 王自強;王剛;王澤華;王冬冬;黃佳原
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;B28B1/14
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本發明屬于于陶瓷濕法成型技術領域，主要涉及一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法。

背景技術

陶瓷坩堝主要應用于物料的高溫燒結、熔煉，同時作為高溫下化學反應盛載器皿，具有化學穩定性好、耐高溫、耐腐蝕等優點，應用廣泛。目前陶瓷坩堝的主要成型方法包括，石膏模注漿成型，凝膠注模成型，壓制成型等。薄壁陶瓷坩堝，具有壁厚尺寸小，坩堝壁較高等特點，采用傳統濕法成形，在脫模的過程中易對素坯產生破壞，干燥時出現開裂等現象，采用壓制成型則存在密度不均勻，壓制過程中坯體易損壞，成品率低。因此成型工藝有待進一步提高。

專利《一種鈦及鈦合金熔煉坩堝材料》（專利號CN1583670A）介紹了一種通過等靜壓成型的方法制備陶瓷坩堝，該種方法適合壁厚較厚，形狀簡單，并含有骨料顆粒料等坩堝的成型，并且所得制品需要進行磨削加工，容易產生廢品；專利《一種大型石英陶瓷坩堝的制備方法》（專利號CN?101880166A）通過采用凝膠柱模成型工藝，制備用于多晶硅熔煉用薄壁石英坩堝，凝膠注模在工業上應用目前尚未十分成熟，兼之該工藝控制條件較為苛刻，后期干燥易使坯體開裂，同時所使用的單體及功能交聯體具有神經毒性。

本工藝采用模具燒失的方法，在制備素坯過程中免除脫模工序，避免脫模過程中對薄壁坩堝坯體造成破壞，提高了成品率及生產效率，保證了產品外形精準控制。同時也適用于外形形狀復雜，壁厚尺寸小的制品，燒結過程中模具揮發溫度低，易于排出，所選模具均為有機材料，無殘余不會影響制品成分，避免造成污染。

發明內容

本發明的目的是提出一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法，使其能夠克服上述工藝方法的缺陷，具有成型工藝簡單，易于工業化推廣的特點。

本發明為完成上述發明任務采用如下技術方案：

將固體陶瓷粉料與溶劑以一定比例混合制成均勻穩定的陶瓷漿料；其特征在于：所述固體陶瓷粉料與溶劑調制成具有一定粘度及觸變性的漿料；溶劑的主要成分為：水、粘結劑、分散劑、增稠劑、表面活性劑；在模具表面涂覆一層吸水樹脂，使模具具有一定的吸水性；將制備好的陶瓷漿料均勻澆淋或采用浸漬的方式涂覆在模具表面，使模具表面的吸水樹脂充分吸水，使陶瓷漿料均勻地附著在模具表面，然后重復上述過程，直到所涂覆的陶瓷漿料達到所需厚度；其中所采用的模具具有可燒失特性，可以在中低溫度下經過煅燒揮發，并不殘留雜質；對模具進行干燥，使其表面陶瓷漿料固結，緊密附著在模具表面，將表面附著有陶瓷漿料涂層的模具送入高溫燒成爐內，進行排塑、燒成。

一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法，將固體陶瓷粉料與溶劑以50~85?wt%：?15~50?wt%的重量比例進行混合，加入行星式球磨機中球磨2~10h，球磨后的漿料通過真空脫氣直至氣泡排除，制成均勻穩定的陶瓷漿料。

一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法，排塑時的溫度為200~1000℃，時間不低于1h；排塑完成后，將高溫燒成爐的爐溫升至1200~1750℃下進行燒結制得薄壁陶瓷坩堝，燒結時間為3~10h。

一種薄壁陶瓷坩堝的制備方法，模具具有可燒失特性，其材質可以是聚四氟乙烯、聚氨酯、ABS、pp等有機物，也可以由紙質、天然木質等材料替代，所選擇材質可以在較低的溫度下經過煅燒揮發，并不殘留雜質；在浸漿之前需要在模具表面涂覆一層吸水樹脂粉，使其具有一定的吸水特性，使漿料附著厚度增加，提高涂覆效率。

所述的粘結劑可以是，聚乙烯醇（PVA），羧甲基纖維素鈉（CMC），紙漿廢液，糊精，水溶性樹脂，硅溶膠，鋁溶膠中的一種或幾種的組合物。

所述的分散劑可以是離子型分散劑，如三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉；也可以是高分子性分散劑，如聚乙二醇，羧甲基纖維素鈉；也可以是電聚質類，如聚丙烯酸鹽、聚羧酸鹽、聚乙烯亞胺等。

所述的增稠劑可以是，羧甲基丙烯酸鈉，羥丙基羧酸鈉，高嶺土，膨潤土，聚乙烯醇中的一種或多種組合

所述的潤濕劑可以是，十二烷基苯磺酸鈉，大豆卵磷脂，硫醇類，酰肼類和硫醇縮醛類聚合物。