[发明专利]一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料及其制备方法

说明书

一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，该材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成：本工艺中所使用的二氧化硅粉体由三种不同粒度分布的二氧化硅粉体混合而成，分别是二氧化硅粉体A，粒径分布范围为80nm‑600nm；二氧化硅粉体B，粒径分布范围为120nm‑800nm；二氧化硅粉体C，粒径分布范围为200nm‑1000nm；具体为，将3种二氧化硅粉体充分混合，制备出均匀的混合粉体，然后将该粉体与助剂和水混合后制成二氧化硅浆料，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%‑30wt%。该材料填补了石英陶瓷和石英玻璃都不具备特性，热震性、保温性都比石英玻璃、石英陶瓷好，并且生产成本性价比高于石英玻璃、石英陶瓷。

技术领域

本发明涉及高纯二氧化硅生产技术领域，特别是一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，具体还涉及上述高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法。

背景技术

石英陶瓷是以熔融石英块为原料，在经过粉碎、颗粒分级、球磨制浆、注浆成型以及烧成等一系列工序烧制而成的烧结体，对具有外观要求的产品还会经过冷加工来制得成品，导热性差、膨胀系数、热稳定性不稳定。

但是，现有的石英陶瓷不仅表面粗糙，气孔率大，无法应用于一些特殊的环境，特别是在高温环境下很难进行正常使用，并且石英陶瓷不能进行相互焊接使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制造成本低、填补了现有技术的石英陶瓷和石英玻璃不具备的特性，同时既可以相互焊接，又能够与石英玻璃进行焊接。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供了上述高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，该材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成：本工艺中所使用的二氧化硅粉体由三种不同粒度分布的二氧化硅粉体混合而成，分别是二氧化硅粉体A，粒径分布范围为80nm-600nm；二氧化硅粉体B，粒径分布范围为120nm-800nm；二氧化硅粉体C，粒径分布范围为200nm-1000nm；具体为，将3种二氧化硅粉体充分混合，制备出均匀的混合粉体，然后将该粉体与助剂和水混合后制成二氧化硅浆料，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%-30wt%。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，所述二氧化硅浆料采用的二氧化硅的纯度为99.9%-99.99%。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，所述制备二氧化硅浆料所使用的二氧化硅为非晶相二氧化硅或晶相二氧化硅或晶相与非晶相二氧化硅按比例混合而成。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制备二氧化硅混合粉体使用立式混料机或者V型混料机或者滚磨机，混料时间2h-24h。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，二氧化硅浆料采用80nm-600nm的二氧化硅、120nm-800nm的二氧化硅和200nm-1000nm的二氧化硅的比例为12-14：4-5：2-3。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制备二氧化硅浆料所使用的助剂为丙烯酸树脂类分散剂、油酸或者有机胺类分散剂中的一种或多种，分散剂的质量占二氧化硅粉体总质量的0.5wt%-5wt%。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，二氧化硅浆料的制备在滚磨机或篮式球磨机中进行，混料时长2h-4h，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%-30wt%。