本发明专利技术公开了一种表面涂覆钇稳定氧化锆涂层的碳化硅陶瓷窑具的制备方法，包括如下步骤：1)、采用喷涂的方式将钇稳定氧化锆溶胶均匀地涂覆在碳化硅陶瓷窑具毛胚的表面，从而形成涂层；自然干燥2～3小时后，再于45～55℃环境中干燥5～7小时；所述钇稳定氧化锆溶胶为含3mol％钇的二氧化锆溶胶，采用溶胶-凝胶法制备而得；2)、将步骤1)的所得物于1450～1500℃烧制72～96h；得制品。采用本发明专利技术的方法能提高碳化硅陶瓷窑具的抗氧化性和耐高温性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种碳化硅陶瓷窑具的制备方法，具体的说，是一种表面涂覆钇稳定氧化锆涂层的抗氧化碳化硅陶瓷窑具的制备方法。
技术介绍
碳化硅陶瓷具有高的抗弯强度、优越的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，高温力学性能(强度、抗蠕变性等)，在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。近十年来，碳化硅陶瓷作为一种高级的高温陶瓷窑具正逐渐用于各个工业领域的窑炉中，特别是快速烧成窑炉。作为一种耐火材料，高温窑具的质量好坏对烧成制品的质量生产成本有着直接的影响，要求具备较高的耐火度、良好的热稳定性与化学稳定性，较高的常温和高温强度，必须经受住制品及窑具本身的负荷，良好的导热性、低蓄热性和抗氧化性能。碳化硅高温窑具以其优异的高温性能、耐火性能以及抗热震性能应用于高温快烧炉中，可提高窑炉生产能力，大幅度降低能耗，并有效降低承烧制品的变形、掉渣等烧成缺陷，已成为工业窑炉中不可或缺和消耗量较大的窑具材料之O然而，碳化硅质窑具虽具有一定的钝氧化特性，但其在高温低氧下的抗氧化性能较差，在高温长时间的使用过程中易被氧化，从而使得窑具材料玻璃化和形成方英石，导致其体积胀大、变形，变脆、落渣，并造成裂纹、甚至开裂，抗热震性能也随之降低，限制了其实际使用寿命，并直接影响承烧陶瓷制品的性能。所以，改善碳化硅窑具的抗氧化性已成为该窖具材料研究开发的重点和热点。在涂层材料中，二氧化锆涂层是一种耐高温涂层材料，由于ZrO2*质本身的高熔点、不氧化和其他高温优良特性，能显著地改善部件的抗氧化性、耐高温和耐久性，应用广泛。乾稳定剂加入后，可使室温不稳定的氧化错相转变为稳定或亚稳态氧化错。但是目前，尚未有以钇稳定氧化锆溶胶为表面涂层材料，制备抗氧化碳化硅陶瓷窑具的相关报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种，采用本专利技术的方法能提高碳化硅陶瓷窑具的抗氧化性和耐高温性能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种，包括如下步骤:I)、采用喷涂的方式将钇稳定氧化锆溶胶均匀地涂覆在碳化硅陶瓷窑具毛胚的表面，从而形成涂层；自然干燥2?3小时后，再于45?55°C (50°C左右)环境中干燥5?7小时(较佳为6小时)；所述钇稳定氧化锆溶胶为含3mol %钇的二氧化锆溶胶，采用溶胶-凝胶法制备而得;备注说明:该钇稳定二氧化锆溶胶的固相质量含量约为10?20% ；2)、将步骤I)的所得物于1450?1500°C烧制72?96h(例如可在梭式窑中进行烧制)；得制品。作为本专利技术的的改进:含3mol %钇的二氧化锆溶胶的制备方法(溶胶-凝胶法)为:将氯化钇和氧氯化锆按照3:100的摩尔比混合后，溶于醇/水混合物制成透明溶液，所述氯化钇和氧氯化锆的重量之和与醇/水混合物的用量比为35.5g/100ml ;所述醇/水混合物中醇的体积浓度为75% ;然后加入双氧水搅拌2h，从而形成混合溶液；双氧水与氧氯化错的摩尔比为5:1，向混合溶液中缓慢滴加1.0mol/L的氨水并快速搅拌(搅拌转速为500?1000转)，直至混合溶液的pH为8-9 ;从而形成含3mol%钇的二氧化锆溶胶(即，3mol %钇的透明钇稳定氧化锆溶胶)。备注说明:双氧水通过市购的形式获得，其浓度为27.5%?35%。作为本专利技术的的进一步改进:所述醇为乙醇。作为本专利技术的的进一步改进:所述步骤I)中的涂层的厚度为0.5?2mm(例如为1.5mm)。在本专利技术中，碳化硅陶瓷窑具毛胚的制备方法为:将碳化硅颗粒、硅微粉、淀粉按照87:10:3的质量比混合后在混料机中湿混0.5?2小时，将所得的混合物困料(室温下放置)24小时后成型制成碳化硅坯体，成型压力120?160MPa ;再将碳化硅坯体于40?60°C的环境中干燥6小时，得碳化硅陶瓷窑具毛胚。备注说明:上述碳化硅陶瓷窑具毛胚的制备方法属于常规技术；碳化硅颗粒的粒径为I?2mm，娃微粉的平均粒径为0.5 μπ?ο本专利技术的抗氧化碳化硅陶瓷窑具生产方法，是专利技术人经过长期实验、认真研究所获得的。本专利技术的技术优点是充分利用钇稳定二氧化锆在陶瓷应用中的综合优异性能。钇稳定锆溶胶成膜后，在高温下分解形成的钇稳定二氧化锆纳米粒子熔点较高、物相稳定，可提尚制品的抗氧化性和耐尚温性能。本专利技术在碳化硅陶瓷窑具表面涂覆一层钇稳定氧化锆涂层，提高碳化硅陶瓷窑具的抗氧化性能(主要跟抗热震性能有关)和耐高温性能。即，本专利技术进一步改善了以往碳化硅陶瓷窑具制品不耐氧化的缺点，大大提高了其使用寿命。且，本专利技术发现不同的钇稳定氧化锆溶胶对本专利技术的性能有所区别。采用本专利技术的方法生产的碳化硅陶瓷窑具制品，可用于推板、棚板、承烧板、匣钵等，也可用于建材、钢铁冶金等。【具体实施方式】实施例1、一种(即，碳化硅陶瓷窑具表面涂覆钇稳定氧化锆涂层的方法，在碳化硅陶瓷窑具表面涂覆一层钇稳定氧化锆涂层)，其工艺步骤如下:I)、粒径I?2mm碳化娃颗粒、平均粒径0.5 μπι娃微粉、淀粉按照87:10:3的质量比混合后在混料机中湿混2小时，将混合物困料24小时后成型(成型压力160MPa)制成碳化硅坯体，该碳化硅坯体放在50°C左右环境中干燥6小时；得碳化硅陶瓷窑具毛胚(为15厘米X 15厘米X 2厘米的薄板)。2)、将钇稳定氧化锆溶胶均匀喷涂在窑具(S卩，步骤I)所得的碳化硅陶瓷窑具毛胚)表面，涂层厚度为1.5mm ;自然干燥2小时后，再放在50°C左右环境中干燥6小时；所述钇稳定氧化锆溶胶为含3mol %钇的二氧化锆溶胶，采用溶胶_凝胶法制备；其制备方法为:将氯化钇和氧氯化锆按照3:100的摩尔比混合后，溶于醇/水混合物制成透明溶液，氯化钇和氧氯化锆的重量之和与醇/水混合物的用量比为35.5g/100ml ;所述醇/水混合物中醇的体积浓度为75% ;所述醇为乙醇；然后加入双氧水搅拌2h，从而形成混合溶液；双氧水与氧氯化错的摩尔比为5:1;向混合溶液中缓慢滴加1.0mol/L的氨水并快速搅拌(搅拌转速为500?1000转)，直至混合溶液的PH为8-9 ;从而形成3mol %钇的透明钇稳定氧化锆溶胶，该钇稳定二氧化锆溶胶的固相质量含量约为10%。3)、将涂覆后的样品(S卩，步骤2)的所得物)放在梭式窑中，于1450°C烧制4天(96h)，得到制品。制品的耐火度可达1750°C，抗热震性能(1100°C X20min，空冷)超过61次，高温抗折强度(1400。。X0.5h)大于 30MPa。对比例1、一种不涂覆任何涂层的碳化硅陶瓷窑具的制备方法，S卩，取消实施例1中的步骤2)的喷涂工艺。其余等同于实施例1。所得的制品的耐火度为1650°C，抗热震性能(1100°C X20min，空冷)不超过50次，高温抗折强度(1400°C X0.5h)小于25MPa。对比例2、将实施例1中的“含3mol%钇的二氧化锆涂层”改成“含8mol%钇的二氧化锆涂层”，即，溶胶的制备方法中，将“氯化钇和氧氯化锆的摩尔比”由“3:100”改成“8:100” ;所述氯化钇和氧氯化锆的重量之和与醇/水混合物的用量比为39g/100ml ;其余等同于实施例1。所得的制品的耐火度可达1700°C，抗热震性能(1100°C X20min，空冷)不超过50次，高温抗折强度(1400。。X本文档来自技高网...
【技术保护点】
表面涂覆钇稳定氧化锆涂层的碳化硅陶瓷窑具的制备方法，其特征是包括如下步骤：1)、采用喷涂的方式将钇稳定氧化锆溶胶均匀地涂覆在碳化硅陶瓷窑具毛胚的表面，从而形成涂层；自然干燥2～3小时后，再于45～55℃环境中干燥5～7小时；所述钇稳定氧化锆溶胶为含3mol％钇的二氧化锆溶胶，采用溶胶‑凝胶法制备而得；2)、将步骤1)的所得物于1450～1500℃烧制72～96h；得制品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭兴忠，宋杰，刘大明，徐生富，杨辉，
申请(专利权)人：安吉科灵磁性材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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