[发明专利]利用废弃高硅氧玻纤生产石英坩埚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石英坩埚的制备方法，特别涉及一种利用废弃高硅氧玻纤生产石英坩埚的方法。

背景技术

废弃高硅氧玻璃纤维是生产过程中一些无法用于再回炉生产的高硅氧玻璃纤维，以及高硅氧玻璃纤维制品废弃后排放的一种固体废料。由于高硅氧玻璃纤维组份中SiO₂含量在96％以上，是一种耐高温的无机纤维，长期使用温度在900℃以上，具有优良的耐温、耐腐、绝缘、介电等性能，已广泛应用于耐高温绝缘材料、防火防护材料、高温气体和液体过滤材料和航天飞行器的防热抗烧蚀及透波材料等。目前，关于充分回收和利用废弃高硅氧玻璃纤维还没有科学合理的方法，大都将其填埋和铺路的方法进行处理。据统计国内玻璃年产高硅氧玻璃纤维网格布400万平方米，每年因高硅氧玻璃纤维产品报废产生的废弃高硅氧玻璃纤维达300万平方米，每年产生的废弃高硅氧玻璃纤维如果处理不当，将给环境造成很大的污染。既污染环境，又浪费资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效降低石英坩埚的生产成本，保护环境，变废为宝的利用废弃高硅氧玻纤生产石英坩埚的方法，按本发明的生产方法得到的石英坩埚耐温高于1400℃，吸水率小，热震稳定性优良。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一步：料浆制备

首先，将废弃高硅氧玻璃纤维从废弃的产品中分拣出来，去除其中的塑料及金属物，剪切成长度小于2毫米的废弃高硅氧玻璃纤维短丝；

然后，按质量分数将95～97％长度小于2毫米的废弃高硅氧玻璃纤维短丝，0.1～1％碳酸钙，2～4％高岭土和0.3～1％乳酸放入球磨罐中，然后按照45ml蒸馏水/100克配合料，再向球磨罐中加入蒸馏水；

最后，再放入与配合料等重量的氧化锆球石球磨36h后将料浆从球磨罐中倒出，并通过100目标准筛，既得成型用料浆；

第二步：注浆成型及修坯

将已制备好的成型用料浆缓慢倒入石膏模具中，并不断震动石膏模具，待石膏内壁吸附的成型用料浆厚度为5～12mm时，迅速将石膏模具中多余成型用料浆倒出；当石膏模具中的成型用料浆与石膏内壁脱离时，迅速进行脱模，并将脱模的坯体在空气中自然晾干修补坯后既得石英坩埚坯体；

第三步：坩埚烧成

首先，将晾干的坩埚坯体放入炉中，按照以下温度制度进行烧成：以升温速度为1～2℃/min，自室温升温至300℃，并保温4～8h；然后，以升温速度为3℃/min，自300℃升温至1300℃，保温10～12h后，随炉冷却既得石英坩埚。

本发明以废弃高硅氧玻璃纤维为主要原料，采用了注浆成型工艺制备了石英坩埚，制备工艺简单易行，成本低廉，所制备的石英坩埚耐热温度高于1400℃，热震稳定性优良。且原料采用固体废弃，价格低廉，来源丰富，该方法制备工艺简单，便于工业化规模生产，所制备的石英坩埚可广泛应用于各种玻璃熔制、玻璃深加工、冶金工业、电子工业、化工工业、航空航天等领域。本发明可以有效地降低石英玻璃的生产成本，保护环境，变废为宝，具有明显的经济效益和环保效益。

具体实施方式

实施例1，

第一步：料浆制备

首先，将废弃高硅氧玻璃纤维从废弃的产品中分拣出来，去除其中的塑料及金属物，剪切成长度小于2毫米的废弃高硅氧玻璃纤维短丝；

然后，按质量分数将95％长度小于2毫米的废弃高硅氧玻璃纤维短丝，1％碳酸钙，3％高岭土和1％乳酸放入球磨罐中，然后按照45ml蒸馏水/100克配合料，再向球磨罐中加入蒸馏水；

最后，再放入与配合料等重量的氧化锆球石球磨36h后将料浆从球磨罐中倒出，并通过100目标准筛，既得成型用料浆；

第二步：注浆成型及修坯

将已制备好的成型用料浆缓慢倒入石膏模具中，并不断震动石膏模具，待石膏内壁吸附的成型用料浆厚度为6mm时，迅速将石膏模具中多余成型用料浆倒出；当石膏模具中的成型用料浆与石膏内壁脱离时，迅速进行脱模，并将脱模的坯体在空气中自然晾干修补坯后既得石英坩埚坯体；

第三步：坩埚烧成

首先，将晾干的坩埚坯体放入炉中，按照以下温度制度进行烧成：以升温速度为1℃/min，自室温升温至300℃，并保温6h；然后，以升温速度为3℃/min，自300℃升温至1300℃，保温10h后，随炉冷却既得石英坩埚。

实施例2，

第一步：料浆制备