[发明专利]一种石英陶瓷容器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英陶瓷容器的制作方法。

背景技术

熔融石英陶瓷也称作石英陶瓷，最早由美国佐治亚理工学院在20世纪60年代研制成功并于1963年实现产业化，是一种以熔融石英或者石英玻璃为原料，经过粉碎、成型、烧结等工艺而制成的烧结体。熔融石英陶瓷具有热稳定性好、热膨胀系数小、介电常数低、耐酸碱腐蚀性好、电绝缘性好、成本低等一系列优异性质，故自问世以来，迅速在耐火材料和中等温度下抗拒温度激烈变化的结构材料应用中得到了推广，其应用领域正逐扩大，已经涉及到了包括宇宙飞船、火箭、导弹、雷达、钢铁、冶金、玻璃等诸多领域，是一种很有前途的陶瓷材料。

以前制作的石英陶瓷产品多是用电阻炉在1200℃左右烧结而成，其密度为1.8～1.9g/cm³，在低温下烧结的产品在高温下（1000℃～1300℃）使用的时候会再次收缩，循环使用2～3次后破裂，发生危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成型方法简单，密度能够达到2.15-2.18，表面光滑，呈现出釉面效果，可以在高温下（1000℃-1300℃）循环使用5-10次，并且不变形的石英陶瓷容器的制作方法。

该石英陶瓷容器的制作方法如下：

1、选取原料

熔融石英颗粒，其粒径分布：

D10 ：1.5～3μm ；D50为7～12μm ；D90：35～45μm；

熔融石英颗粒的化学纯度要求：

SiO2的含量＞99.8%， Al的含量<700ppm，Na的含量<20ppm；

2、浆料配制

按照重量比熔融石英颗粒75%-85%、水15%-25%配制浆料，pH值=4-6；

3、成型

采用石膏模具进行成型；

4、干燥

脱模后，直接入烘箱，进行烘干；

5、烧结

用气炉进行烧结，其烧结工艺如下：

室温～1180℃           70～100分钟

1180℃～1200℃保温  10～30分钟

升温至1400℃           50～70分钟

6、切削和磨削

烧结后将烧结品按产品尺寸进行切削和磨削加工；

7、HF酸洗和去离子水清洗

磨完进行酸洗，酸洗时采用质量分数为5%～8%HF酸溶液浸泡，然后用去离子水进行清洗，烘干后即为成品。

上述的石英陶瓷容器的制作方法，烘干时在30℃～50℃下烘48小时以上，直到完全烘干。

本发明的有益效果是：成型方法简单，采用细颗粒配方，最高烧结温度为1400℃，因此可得到高密度2.15～2.18 g/cm³，表面光滑，呈现出釉面效果，可以在高温下（1000℃～1300℃）循环使用5～10次，且不变形（只会伴有不同程度的析晶直至破裂），抗热震性好，可用于制作上口400mm以内、高度200mm以内的石英陶瓷容器。

具体实施方式：

以下为用来描述本发明的实施例，但除非所附权利要求中另有指明，这并不意味着对本发明的限制。

实施例1

1、选取原料

熔融石英颗粒粒径分布测试结果为（单位：μm）：

原料中SiO2含量99.83%，原料中杂质化学纯度分析如下：（单位：ppm）

2、浆料配制

配置60kg的浆料，其配方如下：

熔融石英颗粒45kg、 去离子水15kg混合后配制浆料，pH值=4.24。

3、成型

采用石膏模具浇注5只11寸的石英陶瓷容器。

4、干燥

脱模后直接进入烘箱，按以下的干燥工艺进行干燥，直至完全烘干：

5、烧结

用丙烷作为烧结气体，按如下烧结工艺进行烧结：

室温-1180℃       70分钟；

1180℃恒温        30分钟；

升温至1400℃      70分钟。

6、切削、磨削

烧结后将烧结品按产品尺寸进行切削和磨削加工。

7、用HF酸浸泡和去离子水冲洗

酸洗时采用质量分数为5%的HF酸溶液浸泡5分钟，然后用去离子水进行清洗，烘干后即为成品，烧结呈现釉面光泽的现象，经检测无裂纹、无变形，平均密度：2.176，高温下（1200℃）可循环使用10次。

实施例2

1、选取原料