一种负极材料碳化专用耐材坩埚及其制作工艺制造技术

本申请提供一种负极材料碳化专用耐材坩埚及其制作工艺，涉及碳化材料技术领域。负极材料碳化专用耐材坩埚包括：黏土，熟铝，石英和水。制作工艺包括：将黏土和熟铝破碎得到颗粒，向颗粒中加水混碾，再加入熔融石英混合，得到坯料；将心模安装到液压机的上操作台，将外模安装到液压机的下操作台，压制时，往外模添加坯料，控制液压机使得心模下压，直至心模完全套装在外模内，然后保压、泄压、回程，顶缸顶出，取出坯体，风干，给坯体内壁上釉，焙烧。其使用温度最高可达1300℃，在小于或等于1100℃的环境下使用次数可达20次以上，可以显著提高负极材料碳化效果，大大节约负极材料碳化成本，对负极材料及环境无污染，更加环保安全。更加环保安全。更加环保安全。

【技术实现步骤摘要】
一种负极材料碳化专用耐材坩埚及其制作工艺


[0001]本申请涉及碳化材料
，具体而言，涉及一种负极材料碳化专用耐材坩埚及其制作工艺。

技术介绍

[0002]在锂离子电池用的负极材料的工业生产中，经常要对粉状炭质中间体进行900
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1400℃的热处理，业内通常称之为碳化处理。而负极材料碳化处理时需要借助专用的碳化坩埚，但是，现有的耐火材坩埚存在生坯制坯难度大，不能成形，使用温度和使用次数有限制；石墨坩埚石墨化处理为高能耗、高成本过程。因此，需要提供一种低能耗、低成本且具有较多使用次数的耐材坩埚及制作工艺。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种负极材料碳化专用耐材坩埚，使用温度最高可达1300℃，在小于或等于1100℃的环境下使用次数可达20次以上，可以显著提高负极材料碳化效果，还可大大节约负极材料碳化成本，对负极材料及环境无污染，更加环保安全。
[0004]本申请的另一目的在于提供一种负极材料碳化专用耐材坩埚的制作工艺，通过破碎、混碾、混合得到坯料，通过压制、校正得到坯体，通过上釉、焙烧得到坩埚，各工艺相互配合，可以显著提高坩埚的耐高温、耐腐蚀、抗变形性，进而延长坩埚的使用寿命。
[0005]本申请解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0006]本申请提出一种负极材料碳化专用耐材坩埚，按质量分数计，包括以下原料：30
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50％黏土，30
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50％熟铝，1
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10％石英和5
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25％水。
[0007]本申请提出一种负极材料碳化专用耐材坩埚的制作工艺，包括以下步骤：
[0008]将黏土和熟铝破碎得到颗粒，颗粒粒径小于5mm，向颗粒中加水混碾，再加入熔融石英混合，得到坯料；将心模安装到液压机的上操作台，将外模安装到液压机的下操作台，压制时，往外模添加坯料，控制液压机使得心模下压，直至心模完全套装在外模内，然后保压、泄压、回程、顶缸顶出，取出坯体，风干坯体，然后给坯体内壁上釉，焙烧。
[0009]本申请实施例至少具有以下有益效果：
[0010]本申请中，黏土具有较好的可塑性、结合性和收缩性，熟铝具有较好的耐腐蚀性和柔软性，石英具有较好的耐刮伤性、耐化学腐蚀性和耐火性，几者搭配得到坯料，可以增强坯料的耐火性、耐化学腐蚀性和热震稳定性，使得制得的坩埚具有优良的理化性能，进而提高坩埚的耐火度、耐腐蚀和抗变形性，延长坩埚的使用寿命。
[0011]本申请中，通过破碎、混碾、混合得到坯料，通过压制、校正得到坯体，通过上釉、焙烧得到坩埚，各工艺相互配合，在制作过程中不掺杂任何杂质，加热后，坩埚内材料不受污染，坩埚寿命次数可达20次及以上，耐高温，耐腐蚀，耐酸耐碱能力强，高温蠕变性小，抗热震性良好，相对于不锈钢坩埚，产品具有抗腐蚀性好，多次反复加热后不变型。通过该工艺制得的耐材坩埚使用温度最高可达1300℃，在小于或等于1100℃的环境下使用次数可达20
次以上，可以显著提高负极材料碳化效果，还可大大节约负极材料碳化成本，对负极材料及环境无污染，更加环保安全。
附图说明
[0012]图1为本申请实施例中负极材料碳化专用耐材坩埚的示意图；
[0013]图2为本申请实施例中负极材料碳化专用耐材坩埚的另一示意图；
[0014]图3为本申请实施例中外模的剖视图；
[0015]图4为本申请实施例中心模的剖视图。
[0016]图标：100
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外模，200
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心模，201
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排气孔。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0018]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本申请。
[0019]一种负极材料碳化专用耐材坩埚，按质量分数计，包括以下原料：30
‑
50％黏土，30
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50％熟铝，1
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10％石英和5
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25％水。
[0020]黏土是含砂粒很少、有黏性的土壤，水分不容易从中通过而具有较好可塑性。黏土是一种重要的矿物原料，由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。黏土矿物细小，常在胶体尺寸范围内，呈晶体或非晶体，大多数是片状，少数为管状、棒状。黏土矿物用水湿润后具有可塑性，与适量的水混合后形成泥团，在外力的作用下，泥团发生变形但不开裂，外力散去后，仍能保持原有形状不变，而且比表面积大，颗粒上带有负电性，因此有很好的物理吸附性和表面化学活性，具有与其他阳离子交换的能力。黏土具有结合性，能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团并且有一定的干燥强度的能力。干燥后的黏土泥料经过高温煅烧时，由于发生诸如脱水作用、分解作用、莫来石的生成、石英的晶型转化、易熔杂质的转化以及各类熔融物填充质点间空隙等一系列物理化学变化，使得黏土泥料进一步收缩。黏土选用重庆黏土或湖南黏土。
[0021]熟铝含铝量在99.00％以上，导电性能好，耐腐蚀性能好，焊接性能好，强度低，轻薄，性质柔软，可压制器皿。
[0022]石英一般指低温石英(α
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石英)，是石英族矿物中分布最广的一个矿物。广义的石英还包括高温石英(β
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石英)和柯石英等，主要成分是SiO2，无色透明，常含有少量杂质成分，而变为半透明或不透明的晶体，质地坚硬。石英具有很强的硬度，其外表硬度高达莫氏硬度7.5，密度高，熔点能到达1300度以上，具有较好的耐刮伤性、耐化学腐蚀性和耐火性。
[0023]熔融石英是氧化硅(石英，硅石)的非晶态(玻璃态)。它是典型的玻璃，其原子结构长程无序。它通过三维结构交叉链接提供其高使用温度和低热膨胀系数，具有较高的工作和熔融温度。其具有极高的热震稳定性，在焙烧和浇注过程中熔融石英型壳很少因温度剧
变而破裂，是理想的熔模铸造制型的耐火材料，可作为面层或背层涂料用的耐火材料，以及撒砂材料。熔融石英热膨胀系数小，有利于防止型壳在脱蜡和焙烧过程中开裂、变形，利于确保铸件尺寸稳定。熔融石英纯净度高，所配涂料稳定性好；型壳高温抗蠕变能力提高。熔融石英温度较低时的导热性较差，有利于壁薄铸件充型。其还能够高温晶化，低温相变，使坩埚表面容易清理干净。
[0024]二级熔融石英耐火度可达1700℃，纯度高，硬度大，内应力低，热膨胀系数低，稳定性高，良好的耐化学腐蚀性。
[0025]黏土具有较好的可塑性、结合性和收缩性，熟铝具有较好的耐腐蚀性和柔软性，石英具有较好的耐刮伤性、耐化学腐蚀性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极材料碳化专用耐材坩埚，其特征在于，按质量分数计，包括以下原料：30
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50％黏土，30
‑
50％熟铝，1
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10％石英和5
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25％水。2.根据权利要求1所述的负极材料碳化专用耐材坩埚，其特征在于，包括按质量分数计的40％黏土，40％熟铝，5％石英和15％水。3.根据权利要求2所述的负极材料碳化专用耐材坩埚，其特征在于，还包括按质量分数计的10
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30％高铝熟矿，所述高铝熟矿的含铝量为40
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50％。4.根据权利要求3所述的负极材料碳化专用耐材坩埚，其特征在于，所述石英为二级熔融石英。5.根据权利要求1所述的负极材料碳化专用耐材坩埚，其特征在于，所述负极材料碳化专用耐材坩埚的外径为255
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260mm，壁厚为19
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25mm，高度为460
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570mm，底部厚度为20
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30mm。6.一种如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋波，胡建英，
申请(专利权)人：蒋波，
类型：发明
国别省市：