石英玻璃陶瓷坩埚的研究与应用.pdfVIP

维普资讯 20o4．No．4 陶 瓷 ·13 · 石英玻璃陶瓷坩埚的研究与应用 陈荣荣 刘新年 高档妮 (1西安工程科技学院 710048) (2陕西科技大学 咸阳 712081) 摘 要 利用石英玻璃废料 ，按照传统陶瓷成形基本工艺，研制出了用于熔化玻璃用的石英玻璃陶瓷坩埚。研究了影响 石英玻璃陶瓷材料的诸多因素，探讨和分析 了提高材料致密性的方法。 关键词 石英玻璃陶瓷 材料 坩埚 制备方法 浆密度为 1．72—1．74g／ ；水分为30％一35％；pH值 前言 为4—5。 1．3 成形与干燥 石英陶瓷材料所选用的原料分为 2种，一种为天 将调制好的泥浆在石膏模中成形，由于石英玻璃 然的石英原料 ，一种为石英玻璃制品的再生料或废弃 浆料收缩很小，为了便于脱模，坩埚口部直径为 70舳 ， 料。一般将前者称为石英陶瓷，后者称为熔融石英陶 底部直径为68衄。也可在石膏模内壁涂少量石墨粉， 瓷。石英陶瓷是一种新型非晶态陶瓷，具有石英玻璃 以解决脱模问题。坩埚脱模后应 自然干燥2—3d，然 的许多优良性能。例如，具有较高的耐酸侵蚀性能和 后放人烘箱(120℃)干燥 12h，浇注后半成品坩埚的密 耐急冷急热性能，特别是热膨胀系数 比其他陶瓷材料 度为 1．70 。 小得多，因而近年来这种材料的应用领域不断扩大，如 1．4 烧制过程 陶瓷生产中用的匣钵、辊棒 ，熔化玻璃用的坩埚等。 制品在硅碳棒电炉 内烧成，烧成温度为 1200℃， 保温Ih。200℃以前应较慢速度升温，并适当保温，以 1 实验过程 防低温时坯体含吸附水过多而产生开裂。573—870℃ 应慢速升温，870℃以后可适当快速升温。 1．I 粉体制备 1．5 坩埚使用性能试验 实验选用石英玻璃制品的废弃料作为研制石英玻 将制备好的坩埚加热到930℃，保温20min，然后 璃陶瓷坩埚的主要原料。将所选取的原料用 自来水清 迅速放人室温冷水中急冷，重复试验 4次，未发现坩埚 洗干净后晾干，再用浓度为5％的盐酸溶液清洗除铁， 有破裂现象，说明坩埚具有较高的热稳定性能。坩埚 加水冲洗除去残留酸液，然后晾干备用。球磨最好选 实际应用试验的玻璃组成如表 I所示。 用玛瑙球磨罐，以免引入其他氧化物杂质。由于实验 表 1 玻璃组成 (质量 ％) 选用的是废弃石英玻璃料 ，球磨后一般分 2次除铁 ，先 组分 S O3 PbO B2O3 ZnO CuO CaO Na2O 在浆料中用磁铁除铁，然后对粉体再次除铁。 1 2．5 — 74．0 16．5 4．0 3．0 9．0 — 1．2 浆料制备 2 65．0 2．0 — 2．0 一 一 一 22．O 在石英玻璃粉体中，添加 0．1％一0．3％的 CaO、 3 60．O 2．0 — 4．0 一 一 7．O 27．O ugo等作为矿化剂，以促进石英玻璃发生晶型转变，其 在该坩埚中熔化玻璃，其使用条件是：Na—Ca—si 主要转变为磷石英 ，尽可能使矿物组成中石