中温耐热陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种中温耐热陶瓷制品及其制备方法。中温耐热陶瓷由基料、辅料和添加剂组合烧结而成，基料为透锂长石和高岭土，辅料为碳酸锂，各原料的重量百分比为：透锂长石４２～７０％；高岭土３０～５０％；碳酸锂０～８％；增塑剂０～１％，原料中主要化学成分及其重量百分比含量为：ＳｉＯ↓［２］５８～７５％；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１８～３５％；Ｌｉ↓［２］Ｏ４．５～７．５％。本发明专利技术由于加大Ｌｉ↓［２］Ｏ的用量，在保证耐热陶瓷制品优异性能的前提下，可将烧成温度降至１１５０～１２５０℃，节约能耗４０～５０％。本耐热陶瓷，其热膨胀系数为２～３×１０↑［－６］／℃，具有良好的热稳定性能，可应用于制造各式加热器皿。

Medium temperature heat resistant ceramic and preparation method thereof

The invention relates to a medium temperature heat-resistant ceramic product and a preparation method thereof. In the heat by base material, ceramic material and additive combination of sintering, the base material is petalite and kaolin, materials of lithium carbonate, the weight percentage of raw materials: petalite 42 ~ 70% and 30 ~ 50%; kaolin; lithium carbonate from 0 to 8%; 0 to 1% plasticizer, raw materials the main chemical components and the weight percentage: SiO down 2 from 58 to 75%; Al: 2 O: 3 18 ~ 35%; Li: 2 ~ 7.5% O4.5. Due to the increase of Li: 2 of the amount of O, under the premise of ensuring the excellent performance of heat resistant ceramic products, the sintering temperature is reduced to 1150 ~ 1250 degrees, saving energy consumption from 40 to 50%. The heat-resistant ceramic, the thermal expansion coefficient is 2 ~ 3 x 10 = - 6 / C, and has good thermal stability, can be used in the manufacture of various heating containers.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以成分为特征的中温耐热陶瓷制品及其制备方法，尤其是一种以透锂长石为主要晶相、抗热冲击性能优异的耐热陶瓷及其制备方法。
技术介绍
目前国内外最常用的耐热陶瓷有二个系统，一个是以滑石-粘土-长石三元组合的MgO·Al2O3·SiO2系统，此系统产品主晶相为堇青石，其热膨胀系数4～6×10-6/℃。另一个是以锂辉石-高岭土-长石三元组分的Li2O·Al2O3·SiO2系统，此系统产品主晶相为锂长石和莫来石，其热膨胀系数3～4×10-6/℃。这两个系统的产品在1280～1320℃烧成，产品抗热冲击性能最高温度只有450～600℃。其不足之处一是制品热膨胀系数较高，抗热冲性能较差，不能在更苛刻的条件下使用；二是烧成温度较高，能耗高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有耐热陶瓷的不足之处，提供一种制品热膨胀系数较低，抗热冲击性能好，应用领域广阔的耐热陶瓷的配方，并使其能在中温下烧成，节能减耗。 本专利技术所述的中温耐热陶瓷，由基料、辅料和添加剂组合烧结而成，基料为透锂长石和高岭土，透锂长石的主要成分分子式为Li2O·Al2O3·8SiO2；高岭土的主要成分分子式为Al2O3·2Si2O·2H2O；辅料为碳酸锂，主要成分分子式为Li2CO3，添加剂为增塑剂，各原料的重量百分比为透锂长石42～70％；高岭土30～50％；碳酸锂0～8％；增塑剂0～1％，原料中主要化学成分为SiO2、Al2O3和Li2O，其重量百分比含量为SiO258～75％；Al2O318～35％；Li2O 4.5～7.5％。 本专利技术所述的增塑剂，可选取羧甲基纤维素或腐植酸钠。 本专利技术所述的中温耐热陶瓷的制备方法，其工艺步骤包括(1)原料精选，硬质原料破碎，去除杂质；(2)配料，按配方投料；(3)研磨，按料∶球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨16～18小时；(4)过筛除铁，过250目筛余量＜0.5％；(5)注浆或可塑成型，按设计要求；(6)修坯，修正表面，打磨毛刺；(7)烧成，制品的烧成温度为1150～1250℃，烧成气氛为氧化焰，烧成时间5～6小时，其余按常规工艺流程操作。 本专利技术所述的中温耐热陶瓷是以透锂长石-高岭土组成的二元配方，烧成制品的主晶相为Li2Al2Si8O20的透锂长石。为了保证组分中有足够的碱金属氧化物(Li2O)含量，在配方中适当加入碳酸锂(Li2CO3)，一方面使产品的烧成温度降到1150～1250℃，另一方面保证烧后产品中的透锂长石含量有足够的数量。这样既可降低产品烧成温度，又可提高产品的热稳定性，减少能耗，降低成本。在配方中，加入适量的增塑剂，有利于成型工艺，提高制品的合格率和优质品率。 组分中的含锂矿物质既是助熔剂又是产品主晶相生成的基料。控制产品烧成温度，使产品表面形成自析亚光釉面，易清洗，安全卫生，古朴典雅，适应现代生活的要求。 本专利技术所述的中温耐热陶瓷，其热膨胀系数为2～3×10-6/℃，具有良好的热稳定性能，可应用于制造各式加热器皿。其烧成的耐热陶瓷产品具有优异的抗冷热冲击性能可在15分钟内加热到800℃，用15℃冷水直接加到产品(器皿)里，不会爆裂，且连续5次以上，或把产品加热到800℃后立即放入15℃的冷水中，连续5次不会破裂。产品热稳定性能达到或超过国外同类产品的先进水平(请见下表)。 国内外耐热陶瓷性能对比表 本专利技术的优点在于除选用透锂长石作主料外，还适当添加碱金属化合物(Li2CO3)，使组分中氧化锂的含量控制在4.5～7.5％之间，这种超常规范围加大Li2O用量，最直接效果在于保证耐热陶瓷具有优异性能的前提下，将烧成温度降至1150～1250℃，在稳定的生产工艺中可控制在1200℃烧结，中温即可烧成制品。据有关报道，在1350℃烧成的陶瓷制品，其能耗4500～5000大卡/公斤瓷。本专利技术的中温耐热陶瓷最佳烧成温度为1200℃，可降低能耗40～50％。 具体实施方式 实施例1一种中温耐热陶瓷，其原料的重量百分比为透锂长石50％；高岭土45％；碳酸锂4.5％；羧甲基纤维素0.5％，原料中三种主要氧化物的重量百分比含量为SiO260～70％，Al2O330～35％，Li2O 5～6％，其制品的生产工艺步骤包括(1)原料精选，硬质原料破碎，去除杂质；(2)配料，按配方配料；(3)研磨，按料∶球∶水＝1∶1.5∶0.8，研磨16～18小时；(4)过筛除铁，过250目筛余量＜0.5％；(5)注浆或可塑成型，按设计要求；(6)修坯，修正表面，打磨毛刺；(7)烧成，制品的烧成温度为1150～1250℃，烧成气氛为氧化焰，烧成时间5～6小时，其余按常规工艺流程操作。 实施例2一种中温耐热陶瓷，其原料的重量百分比为透锂长石60％；紫木节(为高岭土的一种，主要成分相同，下同)36.5％；碳酸锂2.5％；腐植酸钠1.0％，原料中三种主要氧化物的重量百分比含量为SiO270～75％，Al2O320～25％，Li2O 4.5～6.5％。 实施例3一种中温耐热陶瓷，其原料的重量百分比为透锂长石69％；紫木节30％；羧甲基纤维素1.0％，原料中三种主要氧化物的重量百分比含量为SiO265～70％，Al2O325～30％，Li2O 4.5～6.5％。 实施例4一种中温耐热陶瓷，其原料的重量百分比为透锂长石42％；高岭土50％；碳酸锂7.5％；羧甲基纤维素0.5％，使原料中三种主要氧化物的重量百分比含量为SiO260～65％，Al2O330～35％，Li2O 5.0～7.5％。 实施例2～实施例4的生产工艺步骤与实施例1相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中温耐热陶瓷，由基料、辅料和添加剂组合烧结而成，其特征在于：基料为透锂长石和高岭土，透锂长石的主要成分分子式为Ｌｉ↓［２］ＯＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］８ＳｉＯ↓［２］；高岭土的主要成分分子式为Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］２Ｓｉ↓［２］Ｏ２Ｈ↓［２］Ｏ；辅料为碳酸锂，主要成分分子式为Ｌｉ↓［２］ＣＯ↓［３］；添加剂为增塑剂，各原料的重量百分比为：透锂长石４２～７０％；高岭土３０～５０％；碳酸锂０～８％；增塑剂０～１％，原料中主要化学成分为ＳｉＯ↓［２］、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｌｉ↓［２］Ｏ，其重量百分比含量为：ＳｉＯ↓［２］５８～７５％；Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１８～３５％；Ｌｉ↓［２］Ｏ４．５～７．５％。

【技术特征摘要】
1.一种中温耐热陶瓷，由基料、辅料和添加剂组合烧结而成，其特征在于基料为透锂长石和高岭土，透锂长石的主要成分分子式为Li2O·Al2O3·8SiO2；高岭土的主要成分分子式为Al2O3·2Si2O·2H2O；辅料为碳酸锂，主要成分分子式为Li2CO3；添加剂为增塑剂，各原料的重量百分比为透锂长石42～70％；高岭土30～50％；碳酸锂0～8％；增塑剂0～1％，原料中主要化学成分为SiO2、Al2O3和Li2O，其重量百分比含量为SiO258～75％；Al2O318～35％；Li2O4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑶武，李妙良，
申请(专利权)人：陈瑶武，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]