[發明專利]一種基于煉泥裝置的低膨脹系數堇青石蜂窩陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201310298998.3
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103396148A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 李少榮;彭紅
• 申請（專利權）人: 李少榮
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B35/195
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及蜂窩陶瓷的制造領域，具體為一種基于煉泥裝置的低膨脹系數堇青石蜂窩陶瓷的制備方法。?

背景技術

汽車用蜂窩陶瓷載體要求產品材質具備很低的熱膨脹系數，從而確保產品能夠經受頻繁的急冷急熱的沖擊而不出現開裂。目前市面上基本都采用堇青石材質來生產蜂窩陶瓷載體。堇青石材質的理論熱膨脹系數為1.45*10^-6/℃（室溫～800℃平均線膨脹系數），按照此膨脹系數生產的蜂窩陶瓷載體的抗熱沖擊溫度只能約達到550℃。而汽車用蜂窩陶瓷載體的正常使用溫度為650℃到室溫，因此采用常規工藝生產的熱膨脹系數為1.45*10^-6/℃左右的堇青石蜂窩陶瓷載體并不能滿足要求。?

美國康寧公司有專利介紹，堇青石晶體的熱膨脹系數為三向異性的，其A軸熱膨脹系數為2.9*10^-6/℃、B軸熱膨脹系數為2.9*10^-6/℃、C軸熱膨脹系數為-1.1*10^-6/℃，并介紹說只要能使產品中堇青石C軸在某一個方向上盡可能多的排列，就可以生產出熱膨脹系數小于1.45*10^-6/℃以下熱膨脹系數的堇青石蜂窩陶瓷產品，并且也成功的生產出熱膨脹系數為0.5～1.0*10^-6/℃的堇青石蜂窩陶瓷載體產品。?

采用合成堇青石所需要的高嶺土、滑石、氧化鋁等原料進行生產的生產工藝，此工藝雖然具備了堇青石晶體在產品擠出方向上定向排列的條件，但是由于要想使在產品燒成過程中所合成的堇青石晶體的C軸在產品的擠出方向上產生定向排列，就必須在產品成型時，原料中高嶺土、滑石等原料扁平狀晶體在產品的擠出方向上按照某種規律定向排列。試驗表明堇青石在合成過程中，C軸的生成方向是按照高嶺土晶體的扁平延展方向進行生成的，因此要使產品中堇青石晶體的C軸在產品擠出方向上產生定向排列，就要在產品成型過程中，使高嶺土按照扁平狀晶體的延展在產品擠出方向上盡可能多的產生定向排列。?

為了確保蜂窩陶瓷產品在燒成時，晶體的C軸能夠在產品的擠出方向上產生定向排列，在選擇堇青石合成原料的時候就必須保證所選擇的原料的晶體形狀是有利于在成型時較為容易產生定向排列，特別是對于堇青石晶體C軸生產方向所依附的原料高嶺土，必須確保原料粉體中至少含有50%以上的晶型較為完整的扁平狀顆粒。同時如果原料中的滑石晶體如果能保證是板狀的就能更好的促進高嶺土原料晶體扁平延展方向在產品擠出方向上的定向排列。?

在產品成型之前，真空煉泥是唯一使泥料中原料在某一方向上發生定向排列的手段。泥料在真空煉泥機中被煉泥機絞龍規律的向前推進，最后從出泥口處被擠出成致密的圓柱狀泥坯。普通的真空煉泥機由于絞龍和筒壁之間的間歇在10mm以上，出泥口與絞龍外筒直徑差小于50mm，煉泥時，泥料無論是在通過絞龍和筒壁之間還是在通過出泥口成泥坯時，所受到的垂直于前進方向的側壓力都非常小，因此在練制泥坯的過程中，原料顆粒的定向排列都非常的有限，很難達到堇青石蜂窩陶瓷熱膨脹系數小于1.0*10^-6/℃的定向排列的需要。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于煉泥裝置的低膨脹系數堇青石蜂窩陶瓷的制備方法，以解決背景技術中的問題。?

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：?

一種基于煉泥裝置的低膨脹系數堇青石蜂窩陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

（1）粉體原料配制：稱取35～45wt%的扁平狀晶型高嶺土粉、35～45wt%板狀晶型滑石粉、10～30wt%氧化鋁粉，同時稱取上述原料總重量3～8wt%的粘結劑作為成型助劑，將上述原料、粘結劑加入粉體混合機中進行充分攪拌，直到混合均勻，得到粉體原料；

（2）液態調和劑配制：稱取步驟（1）中得到的粉體原料總重量20～35wt%水、0.1～1.5wt%分散劑、0.5～2.5wt%潤滑劑，將上述分散劑和潤滑劑緩慢加入水中進行攪拌，直至分散劑和潤滑劑溶解到水中，得到液態調和劑；

（3）泥料制備：將步驟（1）混合均勻的粉體原料放入捏合機中進行揉搓，同時噴入步驟（2）得到的液態調和劑，粉體原料逐漸變成泥塊，當泥塊的可塑性穩定后即完成泥料制備；

（4）泥坯制備：將步驟（3）得到的泥料放入真空煉泥機中進行真空煉泥，絞龍和筒壁之間的間隙為2～8mm，出泥口直徑比絞龍外筒直徑小80～300mm，煉泥過程中真空度≤-0.09MPa，得到與成型機料筒規格配套的泥坯；如果泥坯有分層現象，可采用多次重復煉泥方式使泥坯滿足要求；???