[发明专利]一种蓝宝石退火用耐火匣具及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石生产设备领域，特别是一种蓝宝石退火用耐火匣具及其制作方法。

背景技术

    目前国际国内用高纯氧化铝拉单晶生产蓝宝石，其拉单晶使用专用高温拉晶炉，该拉晶炉制造基本上被美国、日本等发达国家所垄断，单件造价高达400万元人民币，单晶成长速度慢，人工拉蓝宝石单晶成本高，产量低。

在蓝宝石晶片上再加工生产人工蓝宝石珠宝工艺品或其他特殊工业行业用零部件。在由单晶片加工蓝宝石产品后，必须再经过1500℃-1600℃退火工序，才能最终得到市场所需的蓝宝石产品。

由于蓝宝石为氧化铝单晶体，纯度高，在退火过程中产品周围高温环境内不得有其他粉体、氧化物或其他氧化物气相存在，尤其是与氧化铝单晶在高温退火过程中可能形成反应或相粘连的物质，否则极易使蓝宝石污染，所得到蓝宝石产品会产生缺陷，甚至破坏蓝宝石产品的结构。在国际上，蓝宝石产品退火均以特种钨合金为承烧支架匣具，因钨合金在氧化气氛中容易被氧化而失去作用，所以退火炉采用专用的真空电炉或惰性气体保护电炉。而蓝宝石专用退火炉及承烧耐火支架匣具也基本上受美国、日本发达国家垄断，价格昂贵，且操作复杂，对操作人员素质要求高，管理难度大，退火成本高。

经检索，在本技术领域中没有发现相同或相似的国内现有技术。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种蓝宝石退火用耐火匣具及其制作方法，蓝宝石退火用耐火匣具的使用温度为1500℃-1600 ℃，高温下无挥发物，无粉尘产生，能在氧化气氛下烧成，使蓝宝石产品退火可以在普通高温电炉中完成，简化蓝宝石产品退火工序的生产工艺，大大降低蓝宝石退火生产成本和设备投入。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：所述蓝宝石退火用耐火匣具由主配料加入胶体后压制烧结而成；所述主配料的组分及其重量份数为:莫来石，15-30份；粒径小于或等于80目且大于100目的刚玉，40-60份；粒径小于或等于100目的刚玉，15-30份；所述胶体的组成为：干糊精、水、聚乙二醇和甘油；每100份主配料中加入干糊精0.5-7份、水0.5-5份、聚乙二醇0.1-3份、甘油0.1-2份，均以重量计算。

所述刚玉优选采用白刚玉砂；所述莫来石采用莫来石预合料，莫来石预合料的细度D50小于2微米；所述莫来石预合料是莫来石预合料A或者莫来石预合料B；

所述所述莫来石预合料A的配方是：98.5%-99.8%Al₂O₃与98.5%-99.8%SiO₂，以摩尔分数计算，按（3-4）mol:2mol的比例配料；所述莫来石预合料B的配方是：98.5%-99.8%氧化铝粉与高岭土按化学成份换算，以其Al₂O₃与SiO₂的摩尔分数比为（3-4）mol:2mol来换算氧化铝粉与高岭土的比例配料；所述高岭土为一级苏州土或优质贵州土。

所述蓝宝石退火用耐火匣具为箱式或者盒式组合匣具；所述箱式或者盒式组合匣具包括围子、位于围子下端的底板、位于围子上端的盖板和内部中间层板；所述围子为上下开口的中空棱柱形或圆柱形，所述围子、底板和盖板共同形成一个相对密封的空间。

所述蓝宝石退火用耐火匣具可以单独使用或数个叠加组合使用。

所述蓝宝石退火用耐火匣具的制作方法，包括：

(a)莫来石预合料配比:莫来石预合料配比有两种方案，第一种为莫来石预合料A：用98.5%-99.8%Al₂O₃与98.5%-99.8%SiO₂按摩尔分数（3-4）mol:2mol的比例混合；第二种为莫来石预合料B：用98.5%-99.8%氧化铝粉与高岭土按化学成份换算，以其Al₂O₃与SiO₂的摩尔分数比为（3-4）mol:2mol来换算氧化铝粉与高岭土的比例混合；

(b)球磨:将莫来石预合料A或莫来石预合料B磨细，细度达到粒径D50小于2微米；

(c)喷雾干燥:将磨细的莫来石预合料A或莫来石预合料B在喷雾干燥塔中经喷雾干燥制得莫来石预合料A粉体或莫来石预合料B粉体，喷雾干燥塔进口温度为150℃，出口温度为50℃；

(d)配料:将所得莫来石预合料A粉体或莫来石预合料B粉体按重量称15-30份，与40-60份粒径小于或等于80目大于100目的刚玉、15-30份小于或等于100目的刚玉混合配成主配料；