[發明專利]一種中溫燒結堇青石質耐熱瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410034723.3
• 申請日: 2014-01-25
• 公開（公告）號: CN103819181A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 江偉輝;包鎮紅;虞澎澎;苗立鋒;劉健敏
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: C04B35/195
• 分類號: C04B35/195;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬無機非金屬材料（陶瓷）領域，?具體涉及一種中溫燒結堇青石質耐熱瓷及其制備方法。

背景技術

堇青石材料具有熱膨脹系數低、抗熱震性好和耐腐蝕性強等特點，被廣泛應用于各種窯爐的隔熱材料、汽車尾氣凈化器、催化劑載體等，但是，到目前為止，它應用于制備耐熱瓷方面（如日用炊具等）的研究報道卻非常少。任立琴等采用人工合成堇青石制備堇青石質耐熱煲（見《中國陶瓷》Vol.43,?No.1,?Jan.?2007,?P48），但未能從根本上解決堇青石質材料的合成溫度高、燒成范圍窄等問題，其燒成溫度為1270~1300℃。市售耐熱炊具都屬于鋰質低膨脹陶瓷，其特征是配方中大量采用鋰輝石、透鋰長石或其它鋰質原料。例如：在《一種超耐熱陶瓷砂鍋及其制造方法》（ZL200910115876.X）和《可用于制成瓷質產品的耐熱瓷泥及用其制成的耐熱瓷》（ZL201010581737.9）這兩個發明專利中，鋰輝石用量分別達到了45~50%和50~70%，專利《一種高鋰質耐熱陶瓷材料》（ZL201110147816.3）采用了40~55%的透鋰長石，而《超低膨脹陶瓷材料的制備工藝方法》（ZL200910115236.9）這一專利則是使用了65~90%含鋰礦物作原料。鋰質耐熱瓷在上世紀八、九十年代在我國實現產業化以來，在日用耐熱炊具行業一枝獨秀，但它現面臨的難題是，所用的鋰輝石和透鋰長石等鋰質原料價格高（每噸五、六千元），導致企業生產成本居高不下；由于我國自產的含鋰原料鋰含量較低，性能和質量又不穩定，因此鋰質原料主要依賴國外進口，整個行業對外依存度高，嚴重制約了耐熱瓷行業的發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種以滑石為主要原料制備的堇青石質耐熱瓷及其制備方法。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種中溫燒結堇青石質耐熱瓷，其特征在于：所述耐熱瓷瓷胎的化學組成質量百分比為：SiO₂?50~65%、Al₂O_3?20~35%、K₂O?0.5~2%、Na₂O?0.2~2%、CaO?0.3~2%、MgO?7~15%、Li₂O?0~2%，瓷胎中的主晶相為堇青石，瓷胎的熱膨脹系數α為1.5~2.0×10^-6/℃。

所述耐熱瓷坯體的物料組成質量百分比為：滑石20~35%、高嶺土20~35%、粘土5~15%、預燒料10~30%、鋰輝石0~20%。

所述預燒料的物料組成質量百分比為：滑石40~60%，燒高嶺25~50%，氧化鋁10~30%。

所述預燒料的預燒溫度為1150~1200℃。

所述的中溫燒結堇青石質耐熱瓷的制備方法，其特征在于：將耐熱瓷坯體的原料按物料配比混合，經過球磨、成型，然后在1230℃~1270℃燒成、保溫30min，得到堇青石質耐熱瓷。

本發明的中溫燒結堇青石質耐熱瓷與目前鋰質耐熱瓷相比較，在達到同樣性能指標的前提下，具有四大突出優勢：

1）本發明以滑石作為主要原料，價格低廉，生產成本遠遠低于現有鋰質耐熱瓷，具有顯著的經濟效益；

2）我國滑石資源十分豐富，而且質量優良，利用滑石作原料代替進口鋰質原料，使我國現有耐熱瓷行業可以徹底擺脫國外原料制約，保障行業的可持續發展；

3）本發明在配方中引入了自制的預燒料，不但降低了產品燒成溫度，而且還更好地促進了瓷體中堇青石的形成，有利于提高產品的抗熱震性能；

4）克服了堇青石質耐熱瓷合成溫度高、燒成范圍窄的缺陷，制備的堇青石質耐熱瓷的熱膨脹系數α為1.5~2.0×10^-6/℃。

具體實施方式

實施例1：

耐熱瓷坯體配方的質量比為：滑石32%、高嶺土35%、粘土13%、預燒料20%，其中預燒料配方的質量比為：滑石50%、燒高嶺33%、氧化鋁17%，預燒溫度為1180℃。按坯體配方準確稱取以上幾種原料經球磨粉碎、成型及燒成等傳統耐熱瓷生產工序，在1250℃保溫30min條件下燒結，得到堇青石質耐熱瓷產品，其瓷胎的化學組成質量百分比為：SiO₂?59.6%、Al₂O_3?26.2%、K₂O?0.9%、Na₂O?1.2%、CaO?0.6%、MgO?11.5%。其主晶相為堇青石，瓷胎的熱膨脹系數α為1.93×10^-6/℃。