[發明專利]一種石英陶瓷坩堝的制造方法

在審

• 申請號: 201710162036.3
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107032771A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 鄒亞靜
• 申請（專利權）人: 鄒亞靜
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/636;B33Y40/00;C30B28/06;C30B29/06
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所11399
• 代理人: 朱健,陳國軍

1.一種石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下工藝步驟：

S1：原料的選取，分別選用純度為：99.9％普通純度的熔融石英砂、99.995％高純度的熔融石英砂和99.9999％超高純度熔融石英砂中的一種、或兩種、或三種作為主要原料，每種純度的熔融石英砂分別按照不同粒度進行配置，其中每種粒度的熔融石英砂所占的質量百分比分別為：

2～0.5mm粒度的熔融石英砂所占的質量百分比為5％～35％；

0.5～0.1mm粒度的熔融石英砂所占的質量百分比為15％～40％；

0.1～0.09mm粒度的熔融石英砂所占的質量百分比為10％～35％；

小于0.09mm粒度的熔融石英砂所占的質量百分比為10％～35％；

S2：漿料制備，將步驟S1中配比的熔融石英砂均勻混合后加入10～30wt％的超純水和0.2～10wt％的粘結劑，然后在球磨機或攪拌機中充分混合制成料漿；

S3：生坯成型，將S2步驟中制得的漿料注入成型噴涂設備，通過調節噴涂壓力和噴槍移動速度調節每次噴涂的厚度，通過機械臂在模具內壁上進行循環噴涂，直至達到設定的壁厚，根據設定的純度要求，控制坩堝內壁層與外壁層的熔融石英砂純度，其中內壁層用高純度和/或超高純度的料漿噴涂，外壁層用普通純度的漿料噴涂，噴涂結束后將坩堝生坯從模具中取出；

S4：生坯干燥，將S3步驟中制成的坩堝生坯在40～150℃的溫度下干燥4～20小時；

S5：燒結，將S4步驟中得到的坩堝生坯放入燒結窯爐中，坩堝生坯在燒結窯爐中由常溫升溫至1100～1200℃，然后在1100～1200℃下保溫2～8小時。

2.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中的成型噴涂設備分為外壁成型噴涂設備和內壁成型噴涂設備，外壁成型噴涂設備是注入漿料普通純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備，內壁成型噴涂設備又分為注入高純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備和注入的超高純度熔融石英砂漿料的噴涂設備。

3.如權利要求2所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中先采用注入漿料普通純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備噴涂外壁層，然后再采用注入高純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備噴涂內壁層，或再采用注入超高純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備噴涂內壁層，或再采用注入高純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備噴涂內壁中層后再采用注入超高純度的熔融石英砂漿料的噴涂設備噴涂內壁外層。

4.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S2步驟中粘結劑的成分為甲基纖維素、聚乙烯醇類有機粘結劑或者高純硅溶膠類粘結劑。

5.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中的模具為石膏模具、金屬模具、樹脂模具、木模具中的任意一種。

6.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中噴涂設備的噴槍連接在機械手上，機械手根據噴涂壓力和噴涂速度自動調整并噴涂。

7.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中成型過程中模具的溫度需要保持在40～90℃。

8.如權利要求3所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中外壁層的噴涂厚度為12～18mm，內壁層的噴涂厚度為2～8mm。

9.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S3步驟中的成型噴涂設備為3D打印機。

10.如權利要求1所述的石英陶瓷坩堝的制造方法，其特征在于，所述S2步驟中在球磨機或攪拌機中充分混合的時間為8～12小時。