[其他]抗热冲击型熔铸合成云母

说明书

抗热冲击型熔铸合成云母是用熔铸工艺制得的含氟的合成云母的微晶集合体，是一种耐高温、抗蠕变、电绝缘、可切削加工的无机材料。以往含氟的熔铸合成云母存在着抗热冲击性差的问题，尤其是在２００～５００℃温度范围内极易开裂，本发明是在含氟的熔铸合成云母的配料中加入锂辉石和碳酸锂。最佳加入量按重量百分比为锂辉石４～６％、碳酸锂１～４％，解决了上述问题，从而使这种熔铸合成云母可用于温度变化较大的场合作为绝缘或耐热、抗腐蚀材料。

本发明属于无机材料技术领域。

熔铸合成云母是用熔铸工艺制得的合成云母的微晶集合体，是一种耐高温、抗蠕变、电绝缘、可切削加工的无机材料，尤其是其优良的可切削加工性，是通常陶瓷等非金属材料所不具备的。

传统的熔铸合成云母的熔铸工艺是以含氟的合成云母粉末为基料，加入各种添加剂，经高温熔融浇注到准备好的金属铸型中，冷却后得到熔铸合成云母铸料或铸品。这样得到的铸料或铸品抗热冲击性（也称抗热震性）差，尤其是在200～500℃温度范围内极易开裂，在美国专利US3149947和US3149982中也提到了这一问题的存在，从而妨碍了这种材料在某些温度变化较大的场合的应用，大大限制了这种优良材料的应用范围。同时也导致熔铸合成云母铸品在凝固冷却过程中废品率的增加。

在各种熔铸合成云母中，最常用的是以氟金云母粉末为基料制成的熔铸合成云母。本发明就是为了解决以含氟的云母粉末为基料的熔铸合成云母的抗热冲击性差的问题。

以往的含氟的熔铸合成云母材料的配方是以含氟的云母粉末（生产合成云母时，所产生的云母碎晶粒或粉料）为基料，加入辅加剂如助熔剂、形核剂、稳定剂等熔铸而成。本发明是在上述基础上对材料配方进行改进而成的。

本发明是以含氟的云母粉末如氟金云母粉末为基料，加入锂辉石和碳酸锂及辅加剂熔铸而成。由于锂辉石和碳酸锂的加入，大大降低了这种材料的热膨胀系数，从而大大降低或消除了这种含氟的熔铸合成云母的热裂性，提高了抗热冲击能力。这种抗热冲击的熔铸合成云母材料的最佳配比重量百分比为：含氟的云母粉末80～90%，锂辉石4～6%，碳酸锂1～4%，其它为辅加剂，例如可加硼酸1～2%作为助熔澄清剂、加入Cr₂O₃+ZrO₂+TiO₂＝2～5%作为结晶成核剂、加入氧化锌约1%作为成核及矿化剂，以及加入氧化镁5～8%以细化晶粒等。从而使该材料提高了抗热冲击性并细化了晶粒。

本材料的熔铸工艺采用共知的方法，可将原料装入高铝质粘土坩埚内放在高温电炉中在1420℃熔化或用内热法熔化，浇入金属铸型中凝固成形，再经热处理而成。

本发明很好地克服了含氟的熔铸合成云母抗热冲击性差的弱点，大大增加了这种材料的应用范围。本材料所采用的主要原料为含氟的云母粉末，这是生产合成氟云母晶体的下料，成本低，并且熔铸工艺简单，原料纯度要求低。铸件的尺寸可以比较大，形状可比较复杂。本材料在提高抗热冲击性能的同时，对其它性能并无影响。从而，这种材料可广泛用于冶金、热处理、电子仪器、有色金属加工、铸造等领域，尤其是用于温度变化较大的场合作为绝缘或耐热、抗腐蚀材料。