[发明专利]高强度高致密性石英坩埚的制备工艺

权利要求书

1.高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：具体制备步骤如下：

步骤一：称取石英注浆浆料；所述石英注浆浆料按照重量百分比计算包括：57.8～59.8％的石英复合粉体、5.78～5.98％的黏结剂、余量为溶剂；所述石英复合粉体按照重量百分比计算包括：7.6～8.6％的硼化锆微粉、0.8～1.2％的碳化锆微粉、0.8～1.2％的氧化镧、9.6～10.6％的氧化钇、2.7～3.7％的聚乙烯亚胺，余量为熔融石英砂；

所述石英注浆浆料的制备方法如下：

S1：按照上述重量百分比称取黏结剂、溶剂和石英复合粉体原料中的硼化锆微粉、碳化锆微粉、氧化镧、氧化钇、聚乙烯亚胺、熔融石英砂；

S2：将步骤S1中的硼化锆微粉、碳化锆微粉、氧化镧、氧化钇、聚乙烯亚胺、熔融石英砂进行共混送入到气流粉碎机中进行粉碎处理，得到石英复合粉体；

S3：将步骤S2中制得的石英复合粉体和步骤S1中的黏结剂、溶剂加入到球磨机中进行球磨处理2～4小时，得到石英注浆浆料；

步骤二：将步骤一中的石英注浆浆料向模具中进行注浆后，施加240～300MPa静压3～5min，开模，得到素坯；

步骤三：将步骤二中制得的素坯放入到双面顶压机中，进行高温高压处理11～15min，得到高强度高致密性石英坩埚；双面顶压机处理素坯时的高压为3.5～3.7GPa，温度为1800～1900℃。

2.根据权利要求1所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：所述石英注浆浆料按照重量百分比计算包括：57.8％的石英复合粉体、5.78％的黏结剂、余量为溶剂；所述石英复合粉体按照重量百分比计算包括：7.6％的硼化锆微粉、0.8％的碳化锆微粉、0.8％的氧化镧、9.6％的氧化钇、2.7％的聚乙烯亚胺，余量为熔融石英砂。

3.根据权利要求1所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：所述石英注浆浆料按照重量百分比计算包括：59.8％的石英复合粉体、5.98％的黏结剂、余量为溶剂；所述石英复合粉体按照重量百分比计算包括：8.6％的硼化锆微粉、1.2％的碳化锆微粉、1.2％的氧化镧、10.6％的氧化钇、3.7％的聚乙烯亚胺，余量为熔融石英砂。

4.根据权利要求1所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：所述石英注浆浆料按照重量百分比计算包括：58.8％的石英复合粉体、5.88％的黏结剂、余量为溶剂；所述石英复合粉体按照重量百分比计算包括：8.1％的硼化锆微粉、1.0％的碳化锆微粉、1.0％的氧化镧、10.1％的氧化钇、3.2％的聚乙烯亚胺，余量为熔融石英砂。

5.根据权利要求1所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：所述黏结剂为聚乙烯醇缩丁醛，所述溶剂为乙醇溶液，所述乙醇溶液的浓度为75％。

6.根据权利要求1所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：在步骤S2中，采用螺旋式气流粉碎机进行粉碎处理，空气耗量为9～11m³/min，空气压力为0.65～0.75Mpa；在步骤S3中，球磨机的球磨介质为氧化锆球，氧化锆球与石英复合粉体的重量比为1∶0.9～1.3，球磨机转速为400～500r/min。

7.根据权利要求6所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：在步骤三中，双面顶压机处理素坯时的高压为3.5GPa，温度为1800℃；在步骤S2中，采用螺旋式气流粉碎机进行粉碎处理，空气耗量为9m³/min，空气压力为0.65Mpa；在步骤S3中，球磨机的球磨介质为氧化锆球，氧化锆球与石英复合粉体的重量比为1∶0.9，球磨机转速为400r/min。

8.根据权利要求6所述的高强度高致密性石英坩埚的制备工艺，其特征在于：在步骤三中，双面顶压机处理素坯时的高压为3.6GPa，温度为1850℃；在步骤S2中，采用螺旋式气流粉碎机进行粉碎处理，空气耗量为10m³/min，空气压力为0.70Mpa；在步骤S3中，球磨机的球磨介质为氧化锆球，氧化锆球与石英复合粉体的重量比为1∶1.1，球磨机转速为450r/min。