[發明專利]一種耐高溫坩堝

在審

• 申請號: 201710415316.0
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107324817A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 徐華
• 申請（專利權）人: 長興華悅耐火材料廠
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/103;C04B35/622
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及耐火坩堝技術領域，尤其是涉及一種耐高溫坩堝。

背景技術

坩堝是一種常用的實驗和生產設備，無論是在晶體材料的生長制備過程中，還是在粉體材料的合成過程中，都離不開坩堝的參與，坩堝的質量往往會影響這些材料的制備過程和制備而得材料的性能。現有技術中，坩堝通常采用粉體成型再進行燒結制備而得，其中成型是整個

坩堝制備過程中的重要一環，成型的均勻性和密實度會對坩堝的燒結過程和最終燒結制得的坩堝的性能產生巨大的影響；現有的坩堝成型乃至所有粉體材料的成型大都采用壓力成型、等靜壓成型等工藝，其中等靜壓成型是成型均勻性和成型密實度最好的成型方式，但是其一般需要在油壓環境下進行，存在成型工藝較復雜，成型設備成本高，操作要求高，另外成型時間也較長等缺點，對于需要提高成型效率和減小成型成本的坩堝成型較不適宜；機壓成型一般采用對粉料施加單側壓力的方式成型，由于其在成型過程中只提供單側的壓力，使得其在成型過程中坯體受力不均，施壓一側受力較大，遠離施壓的一側受力較小，受力不均造成密實度也不均一，受力一側更加的密實，另一側則會有更多的空隙，這種不均勻的密實情況會對坩堝燒結時產生較大的不利影響，對于空隙較多的一側需要控制燒結速率使坯體中晶界的移動更慢使得氣體和雜質能夠被排除晶粒之外而不是被晶粒所包裹，而密實的一側則需要加快燒結過程中坯體晶界的移動速率，提高燒結效率；鑒于這種狀況，燒結時必須將燒結速率控制的足夠慢，提高坯體的燒結效果，但是不可避免的會影響燒結效率，同時也存在影響密實度高一側的燒結效果；因此，需要一種能夠在成型過程中能夠增進坯體密實度和均勻度的粉體材料。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種在模壓成型過程中具有良好流動性，成型后坯體密實度和均一性優良，燒結后致密度高的耐高溫坩堝。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種耐高溫坩堝，由以下重量份的原料制得：

氧化鋁含量為98～99wt%的剛玉粉100份，石墨粉0.05～0.16份，石膏粉0.25～0.6份，白云母粉0.3～0.9份，滑石粉0.34～0.4份，造粒添加劑2～2.3份。

本發明技術方案主要目的是為了增加制備坩堝用粉體的在成型過程中流動性，從而能夠使得在粉體成型時，在成型壓力不均勻的情況下也能獲得粉料均勻密實度均勻且密實度高的坯體，保證坯體的均一性；上述目的通過兩個方法獲得，其一是合理調配粉體的粒徑分布；第二個方法是在粉料中添加一定量的能夠增加粉體流動性的添加劑，這些添加劑以石墨和滑石粉為主。為了獲得具有較高耐高溫能力的坩堝，選用氧化鋁含量為98～99wt%的剛玉粉體較適宜，而且高氧化鋁含量的剛玉本就是一種具有極好耐高溫性能的耐火材料。

石墨是一種層狀的無機材料，其具有良好的潤滑性能，能夠增加粉料的流動性，但是由于其構成元素為碳元素，其在空氣環境下的耐火度并不好，因此，只能添加一少部分，并且在粉料成型后燒結時盡量除去；云母是一種鋁硅酸鹽礦物，也是一種層狀硅酸鹽礦物，其也具有良的潤滑性能，添加到粉體中能夠增加粉體的流動性，并且鋁硅酸鹽礦物也是一種具有良好耐火性能的材料，其少量的加入，不會對粉體的耐火度產生變劣影響；滑石粉是一種含水硅酸鎂礦物，其具有良好的潤滑性能，同時其也具有十分優秀的抗膩性能，其能阻止細粉料之間發生團聚；石膏的組分為硫酸鈣，為層狀礦物，其具有一組完全解離，使得其具有良好的潤滑性能，添加后能改善粉體的流動性，同時石膏還具有一定的微膨脹性，在耐火材料粉體經過燒結后，能增加坯體的密實度。

作為優選，造粒添加劑為重量百分數為5%的聚乙烯醇水溶液、聚乙烯吡咯烷酮水溶液、聚乙烯醇乙醇溶液或聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中的一種。

作為優選，造粒添加劑為重量百分數為5%的聚乙烯醇乙醇溶液。

作為優選，剛玉粉中15～20wt%為粗粒徑剛玉粉，45～55wt%為中粒徑剛玉粉，余量為細粒徑剛玉粉。

作為優選，粗粒徑剛玉粉的粒徑為250～350目，中粒徑剛玉粉的粒徑為700～1000目，細粒徑剛玉粉的粒徑為1200～1500目。

為使獲得的坯體具有較高的均勻度和密實度，保證坯體的均一性，需要合理調配粉體的粒徑分布使得中等粒徑的粉體占主要部分，這樣既可以填補較粗顆粒間的空隙，也可以避免當細粒徑顆粒占大多數所帶來的粉料顆粒團聚的問題，經試驗中等粒徑的粉料占45wt%左右，然后最少的較粗粒徑顆粒最少的分配方案能夠盡量使粉體之間的空隙最小，細顆粒之間的團聚現象也最小