[发明专利]一种高纯氧化铌、氧化钽陶瓷坩埚的制造方法及所制得的产品

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属陶瓷材料制品制造技术领域，具体涉及一种高纯氧化铌、氧化钽陶瓷坩埚的制造方法及所制得的产品。该产品尤其适用于用来承装氧化铌或氧化钽以对其进行精炼。

背景技术

目前，氧化物陶瓷坩埚的生产方法主要有注浆成型法和热压铸或注射成型法。注浆成型法是完全靠石膏模吸水实现，坯体中具有密度梯度分布，极易形成不均匀变形，难以获得高强度、高纯度的产品。热压铸或注射成型需加入质量分数高达20％的蜡或有机物，造成脱脂过程繁琐，生产成本高；结合剂的融化或蒸发使坯体的强度降低，易形成缺陷甚至开裂、倒塌。

发明内容

本发明针对现有技术出现的问题，提出一种高纯氧化铌、氧化钽陶瓷坩埚的制造方法，并且提出由该方法所制得的高纯氧化铌、氧化钽陶瓷坩埚产品。该方法工艺简单、生产成本低，所得产品纯度高、强度高、吸水率低、抗热震性好、无变形、开裂等缺陷。

本发明的技术方案是：一种高纯氧化铌、氧化钽陶瓷坩埚的制造方法，包括配料、料浆制备、成型、干燥、高温烧结，其特征在于原料配方按重量比为：

(1)高纯氧化铌(Nb₂O₅)或氧化钽(Ta₂O₅)    75％～80％

(2)有机单体                            0.2％～0.3％

(3)交联剂                              0.1％～0.2％

(4)分散剂                              0.5％～1％

(5)塑化剂                              0.5％～1％

(6)引发剂                              0.05％～0.1％

(7)去离子水    15％～22％；

所述的有机单体为：丙烯酰胺(C₃H₅NO)或甲基丙烯酰胺(C₄H₇NO)；

所述的交联剂为：N，N′-亚甲基双丙烯酰胺(C₇H₁₀N₂O₂)；

所述的分散剂为：柠檬酸铵(C₆H₁₇N₃O₇)；

所述的塑化剂为：聚乙二醇(HOCH₂(CH₂OCH₂)_nCH₂OH)；

所述的引发剂为：过硫酸铵((NH₄)₂S₂O₈)；

所述的成型是先采用离心注浆，而后在20℃～40℃温度条件下进一步凝胶固化成型的。

上述配料、料浆制备、干燥、高温烧结等工艺都是按常规的陶瓷生产工艺，将原料按所述配方比例混合，经过球磨，制成一定固相含量的流动料浆，脱模最好是在坯体完成凝胶固化至含水率≤5％时进行，坯体脱模后适宜放在低于40℃的干燥环境中自然晾干直至含水率≤3％，干燥后的坯体送入窑炉中进行高温烧结，再进行必要的抛光(打磨)、清洗等处理，最终完成制造过程而得到成品。

在制造高纯氧化铌陶瓷坩埚时，所述的有机单体选用丙烯酰胺，可以制得性能更佳的高纯氧化铌陶瓷坩埚产品。

在制造高纯氧化钽陶瓷坩埚时，所述的有机单体选用甲基丙烯酰胺，可以制得性能更佳的高纯氧化钽陶瓷坩埚产品。