[发明专利]一种窑具生产用氮化硅浸渍剂的配方及制备与应用工艺

说明书

本发明提供了一种窑具用氮化硅浸渍剂配方，按重量计包括氮化硅10~30份、抗氧化剂10~30份、增强剂10~30份、助剂0.1~20份、分散剂0.1~10份、水30~100份。还提供了相应的制备方法和应用工艺。使用本发明的浸渍剂结合相应的工艺，可以大大提高窑具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及窑具制备技术领域，具体涉及一种窑具生产用氮化硅浸渍剂的配方及制备与应用工艺。

背景技术

窑具是各类陶瓷烧制时必需品，其具有耐高温性能，以及抗折强度，但是目前市面上使用的窑具使用寿命偏低，其中有一个重要的原因是窑具烧结时产生较多孔隙，致密性不够。在高温环境作业时，除表面受到氧化，孔隙内也会受到热气流冲击。同时，因为孔隙的存在，内应力作用点较少，导致孔隙多的位置所受到的内应力较大，对结构强度造成严重影响。因此，窑具的抗氧化性能和孔隙均会导致窑具的使用寿命偏低，增大使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种窑具生产用氮化硅浸渍剂的配方及制备与应用工艺，通过浸渍手段增加窑具的使用寿命。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：一种窑具生产用氮化硅浸渍剂配方，浸渍剂由以下原料制成，按重量计：

包括氮化硅10~30份、抗氧化剂10~30份、增强剂10~30份、助剂0.1~20份、分散剂0.1~10份、水30~100份。

本发明还在上述配方基础上优化了配比及每个成分的化学组成，以更大程度改善浸渍剂性能，或降低工业成本。

优选地，氮化硅线膨胀系数为2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)，热导率为（2-155）W/(m·K)，耐压强度为490MPa以上，粒径为10μm以下；氮化硅具备较强的耐高温性能和耐磨性，提升了最终产品的相应性能。

优选地，抗氧化剂包括氧化钽、硅化钽、氧化铌，硅化铌中的一种或多种，所述抗氧化剂粒径为10μm以下。钽系物和铌系物具有较强的抗氧化性能，同时热膨胀系数较低，导热率高，高温环境中，不会对结构强度造成影响，同时降低孔隙率，吸收内应力。

优选地，所述增强剂包括氧化锆、碳酸锆、碳化锆、二硼化锆，所述增强剂粒径为10μm以下。优选的，采用氧化锆，在高温下氧化锆颗粒纳米晶析出均匀分布在孔隙中，可与窑具本身所具有的晶体进行连接。

本发明提供了一种制备上述浸渍剂的方法，制备过程如下：

第一步，根据配方分别称量出相应重量的原料，并分别保存；

第二步，在室温下先将助剂与适量水混合均匀，并以20~500rpm的搅拌速度进行搅拌，得到溶液Ⅰ；

第三步，保持上一步的搅拌速度，将氮化硅、抗氧化剂、增强剂、分散剂加入，并控制粘度为粘度达到1~10Pa·s，再以30~500rpm进行搅拌5~60min，得到氮化硅浸渍剂。

本发明提供了上述浸渍剂的浸渍应用工艺，包括的步骤如下：

第一步，将窑具置于真空罐内，抽真空使真空度为0.1~1MPa并保持1-20min；

第二步，向罐内注入所述浸渍液并淹没整个窑具，液面高于窑具最高处3~5cm；

第三步，向真空罐内施加0.1MPa以上的正压力，，该正压力记作标准浸渍压力，以不小于0.05MPa/min加压速率达到标准浸渍压力，并保持在标准浸渍压力下浸渍20~60min，使窑具充分吸纳浸渍剂，然后泄压放气，将浸渍后的窑具进行干燥。

针对尺寸较小的窑具，比如尺寸小于50cm的窑具，可以使用浸涂工艺，浸涂工艺包括如下步骤：

第一步，将窑具置于容器内，注入所述浸渍液并淹没整个窑具；

第二步，通过调节液面至窑具距离，控制浸涂时间，液面距离窑具3~15cm，浸涂时间为10~120min，；