[发明专利]一种高致密性熔融石英陶瓷的生产方法

说明书

一种高致密性熔融石英陶瓷的生产方法，包括如下步骤：（1）料浆的制备；（2）凝胶固化：对所述料浆进行超声振动，分别加入引发剂、催化剂，所述料浆凝胶固化；（3）干燥；（4）微波烧结，得到所述高致密性熔融石英陶瓷。本发明所述的高致密性熔融石英陶瓷的生产方法，优化了工艺，解决了现有技术中注凝成型工艺导致熔融石英陶瓷制品低密度性的技术问题，使得制造的熔融石英陶瓷具有高致密性，并且具有高抗弯曲强度、体积密度的优点，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于熔融石英陶瓷生产技术领域，具体涉及一种高致密性熔融石英陶瓷的生产方法。

背景技术

熔融石英陶瓷，是采用熔融石英或石英玻璃为主要原料，通过粉碎、成型、烧结等制作工艺装备的产品。首先于20世纪60年代在美国研制成功并投入工业化生产。石英陶瓷是石英玻璃的“升级品”，所以它不仅具有石英玻璃的优点，还具有石英玻璃不具有的其他优良性质。因此熔融石英陶瓷一经研发出来就大规模用于航天科技、电子产业、冶炼行业等国计民生的各个领域。

由于熔融石英陶瓷一般用于非常苛刻的条件下，对其性能要求较高，工艺生产难度大，目前能够进行大规模的生产的公司屈指可数，比较有名的几所公司都是采用的注浆成型工艺，由于其技术工艺严格保密，公开报道鲜见，所以对于太阳能级的熔融石英陶瓷现在还基本是依赖进口的形势。注凝成型作为一种新型成型工艺，是目前能进行熔融石英陶瓷大尺寸化生产最适宜的工艺之一，由于其制备样品的低密度性，该工艺的发展也受到了阻碍，并没有在陶瓷领域大范围使用。

如何制备出高致密性的熔融石英陶瓷，并可以大规模投入生产，成为了熔融石英陶瓷发展的关键性一步。因此，需要研发出一种适用于高致密性熔融石英陶瓷的生产方法，能大幅提高熔融石英陶瓷生产效率和降低新产品开发成本，同时能改善熔融石英陶瓷的质量。

中国专利申请号为CN201610726924.9公开了一种防水熔融石英陶瓷制品的制备方法，制备的防水微晶玻璃涂层具有热膨胀系数小、抗热震性能优良、耐高温、高强度等优良性能，可明显延长熔融石英陶瓷制品在恶劣工况环境中的服役寿命，没有提高熔融石英陶瓷的致密性。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种高致密性熔融石英陶瓷的生产方法，优化了工艺，解决了现有技术中注凝成型工艺导致熔融石英陶瓷制品低密度性的技术问题，使得制造的熔融石英陶瓷具有高致密性，并且具有高抗弯曲强度、体积密度的优点，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高致密性熔融石英陶瓷的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)料浆的制备：采用球磨机对熔融石英粉体进行球磨；将有机单体N-羟甲基丙烯酰胺、交联剂溶于去离子水中，搅拌均匀，制备成前驱体溶液；称取球磨后备用的熔融石英粉末，加入至所述前驱

体溶液中，加入分散剂，调节pH至4～5，在转速30～50r/min进行机械搅拌，制备成料浆；

(2)凝胶固化：对所述料浆进行超声振动，分别加入引发剂、催化剂，所述料浆凝胶固化；

(3)干燥：将上述凝胶固化的料浆，放入干燥箱，干燥升温，至70～80℃恒温干燥成型，得到熔融石英陶瓷生坯；

(4)微波烧结：设置微波前期升温速率为5～10℃/min，输出功率为1500W，升至600℃，保温30min；后期升温速率为25～30℃/min，输出功率为2000W，升至1100～1150℃，保温2h，得到所述高致密性熔融石英陶瓷。