[发明专利]一种低温合成铝钇钙陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机非金属结构陶瓷材料，特别是涉及一种低温合成铝钇钙陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

目前，在耐火陶瓷材料领域中，所使用的窑具，都存在着使用寿命短；窑具易在高温状态下被还原，对产品形成杂质，使产品质量不稳定；同时安全方面也存在隐患，易在窑内突然炸裂，造成停窑事故等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种熔点高、不易被还原、热膨胀系数小、抗化学侵蚀能力强、不易炸裂、寿命长，完全可替代高温烧结的低温合成铝钇钙陶瓷耐火材。

本发明的目的还在于提供一种低温合成铝钇钙陶瓷材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明低温合成铝钇钙陶瓷材料主要原料是氧化铝及稀土材料氧化钇、化学改性剂、矿化剂、纳米微粉经过特殊的混炼工艺经低温合成，使之形成复合的铝钇钙共熔体，再经过先进研磨设备，研磨而得到的质地均匀、致密的合成陶瓷材料。

低温合成铝钇钙陶瓷材料的主要原料是氧化铝，它是一种白色难熔物质，也是一种比较好的耐火材料，可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器。本发明的主要原料为活性α-氧化铝微粉，其主要成分为Al₂O₃，占产品含量的85％---95％，、Y₂O₃为0.5％～1.5％、CaO为14.5％～3.5％。为使该原料达到纳米级粒度，在原材料选用上部分材料必须选择是结晶粒度小，中位径小于0.5μm的氧化铝材料，这样才能保证其研磨后的粒度小于1μm，达到纳米级粒度，从而促进材料的低温结合，稀土材料氧化钇的加入主要抑制氧

化铝晶体高温下的异常长大，因为氧化铝晶体高温下的异常长大使材

料的脆性增加，影响使用寿命。矿化剂氧化钙的加入是使氧化铝在低

温条件下与氧化钙形成部分CA和CA₂两种矿物，这两种物质可有效的增加材料强度。化学反应方程式为：

CaO+Al₂O₃＝CaAl₂O₄  即(CA)

CaO+(Al₂O₃)₂＝CaAl₄O₇  即(CA₂)

通过系列的工艺调整、使其各反应相处于相对稳定的区域内，达到材料的使用要求。

用该材料制成的免烧结陶瓷匣钵在氧化锆的烧成上应用，具备很好的高温性能和热震稳定性，大大提高了匣钵的周转次数，完全替代了高成本，高耗能的刚玉-莫来石匣钵，使产品总成本由原来的13410元/吨降到现在的10957元/吨。吨成本下降2453元，下降比例达18.3％。

本发明的产品，平均使用寿命大于15次，是刚玉-莫来石的2倍。

用本发明制做的匣钵与传统的刚玉-莫来石匣钵相比技术质量指标如下：