【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于坩埚制造领域，尤其涉及一种一次成型石墨坩埚及其制备方法和装置。
技术介绍
1、石墨具有强度高、润滑性好和可塑性好等优点，石墨坩埚也在化学领域被广泛应用，但目前传统石墨坩埚大多采用沥青粘结剂，采用沥青粘结剂时，为了提高产品的强度，需要对产品进行多次浸渍来增密和提高强度，并且需要掏芯加工的方式铸型，制备方法复杂，原料成本高并且生产效率较低。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是传统石墨坩埚制作方法复杂，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种一次成型石墨坩埚及其制备方法和装置。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种一次成型石墨坩埚，所述石墨坩埚包含以下质量份原料：
4、人造石墨粉70-80份，中间相炭微球10-15份，蠕虫状石墨粉10-15份，聚乙烯醇缩丁醛酯5-10份，热固性酚醛树脂20-25份，添加剂1-2份，脱模剂1-2份，固化剂1-3份；
5、所述人造石墨粉中，60目-100目占人造石磨粉的70-80％，100目-200目占人造石磨粉的比20-30％；所述中间相炭微球的目数为不低于325目，所述蠕虫状石墨粉的目数为不低于100目。
6、传统等静压石墨生产工艺复杂，周期长，需经过磨粉、混捏、二次磨粉、预压成型、等静压成型和焙烧等步骤，反复浸渍焙烧提高强度并实现石墨化。本申请中采用多种不同目数石墨粉做为原料，热固性酚醛树脂作为黏结剂制备一次成型石墨坩埚，热固性酚醛树脂
7、原料采用不同颗粒度的人造石墨粉、中间相炭微球(mcmb)和蠕虫状石墨粉进行搭配，再选取适当的热固性酚醛树脂含量，烧结得到的一次成型石墨坩埚质地紧密且强度高。
8、优选的，所述分散剂包括海藻酸钠，脱模剂包括硬脂酸和石蜡的混合物，所述固化剂为联苯胺。
9、选用海藻酸钠作为添加剂改善石墨颗粒直接的结合状况，使用联苯胺作为热固性酚醛树脂的固化剂，这样既保证混捏时成品焙烧时的合格率，又能保证产品最后的强度。
10、在同一个技术构思下，本专利技术还提供一种一次成型石墨坩埚的制备方法，包括以下步骤：
11、(1)采用聚乙烯醇缩丁醛酯对人造石墨粉造粒，加入中间相炭微球粉和蠕虫状石墨粉，常温混捏20-40min，然后升温至120-140℃，加入添加剂混合20-40min；降温至60-70℃，加入热固性酚醛树脂混捏20-40min，然后加入联苯胺和脱模剂再混捏20-30min；冷却破碎筛分后，得到60目-200目石墨坩埚粉体原料；
12、(2)将步骤(1)得到的石墨坩埚粉体原料倒入成型模具内，150℃-170℃温度下，保持压力为10mpa-15mpa，保压5min-10min；
13、(3)将成型后的样品脱模，升温至不低于900℃焙烧炭化，得到一次成型石墨坩埚。
14、优选的，所述人造石墨粉造粒方法包括：
15、将聚乙烯醇缩丁醛酯配制为3-5wt.％的聚乙烯醇缩丁醛酯水溶液，将人造石墨粉加入至聚乙烯醇缩丁醛酯水溶液中，造粒处理，造粒粉干燥后研磨破碎，筛分后得到200目-60目的造粒后人造石墨粉。
16、在同一个技术构思下，本专利技术还提供一种一次成型石墨坩埚的制备装置，所述制备装置为成型模具，包括模芯、底座和脱模顶杆，所述底座包含基座和设置在基座上的空心圆柱状外筒，所述模芯呈圆柱体状，模芯与底座嵌套使用，所述脱模顶杆设置在底座的空心圆柱状外筒下方，与模芯纵轴位置相对应。
17、所述一次成型石墨坩埚的制备装置根据一次成型石墨坩埚的结构进行设计，常规成型模具多为加工实心圆柱状产品，本装置中嵌套使用的模具和底座能够一次加工就实现石墨坩埚的造型，形成中部掏空的坩埚形状，避免后期的加工和修改，大大简化了制备流程。
18、优选的，所述模芯上设置有多个纵向的模芯加热孔，所述底座上设置有多个底座加热孔，所述底座加热孔在底座的纵向、横向结构均有设置，所述底座加热孔和模芯加热孔与加热装置相连。
19、优选的，所述加热装置为电加热管和/或热电偶。
20、优选的，所述模芯与底座空心圆柱状外筒的内壁之间设置有11-12mm间隙，所述模芯圆柱体上方留有一50-60mm宽度凸起填满所述间隙，所述模芯圆柱体上顶面外设置有一凸起的拔插提手。
21、优选的，所述拔插提手上带有螺纹，所述拔插提手与一压机相连，所述螺纹与压机连接适配。
22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
23、(1)本专利技术中采用热固性酚醛树脂做粘结剂，热固性树脂在加热加压的情况下有一定的流动性，并且会发生固化反应，与采用沥青或液体树脂相比，热固性酚醛树脂作粘结剂省去了混合后需二次磨粉的工序，并且不需要对产品进行浸渍来增密和提高强度，粉体混合更加均匀，成型后的产品均质性更好。
24、(2)本专利技术选取的粉料和粘结剂互相配合，坩埚采用一次焙烧成型的方式进行制备，与传统掏芯加工坩埚节省了加工与原料成本，提高了生产效率。
25、(3)本专利提供的一次成型石墨坩埚成型装置设计贴合工艺需求，操作方法简单，适配度高，具有很高的市场价值。
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1.一种一次成型石墨坩埚，其特征在于，所述石墨坩埚包含以下质量份原料：
2.如权利要求1所述的一次成型石墨坩埚，其特征在于，所述添加剂为海藻酸钠，所述脱模剂为硬脂酸和石蜡的混合物，所述固化剂为联苯胺。
3.一种一次成型石墨坩埚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述人造石墨粉造粒方法包括：
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的成型模具，包括模芯(1)、底座(4)和脱模顶杆(6)，所述底座(4)包含基座和设置在基座上的空心圆柱状外筒，所述模芯(1)呈圆柱体状，模芯(1)与底座(4)嵌套使用，所述脱模顶杆(6)设置在底座(4)的空心圆柱状外筒下方，与模芯(1)纵轴位置相对应。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述模芯(1)上设置有多个纵向的模芯加热孔(2)，所述底座(4)上设置有多个底座加热孔(3)，所述底座加热孔(3)在底座(4)的纵向、横向结构均有设置，所述底座加热孔(3)和模芯加热孔(2)与加热装置相连。
7.如权利要求
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述模芯(1)与底座(4)空心圆柱状外筒的内壁之间设置有11-12mm间隙，所述模芯(1)圆柱体上方留有一50-60mm宽度凸起填满所述间隙，所述模芯(1)圆柱体上顶面外设置有一凸起的拔插提手。
9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述拔插提手上带有螺纹，所述拔插提手与一压机相连，所述螺纹与压机连接适配。
...【技术特征摘要】
1.一种一次成型石墨坩埚，其特征在于，所述石墨坩埚包含以下质量份原料：
2.如权利要求1所述的一次成型石墨坩埚，其特征在于，所述添加剂为海藻酸钠，所述脱模剂为硬脂酸和石蜡的混合物，所述固化剂为联苯胺。
3.一种一次成型石墨坩埚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述人造石墨粉造粒方法包括：
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的成型模具，包括模芯(1)、底座(4)和脱模顶杆(6)，所述底座(4)包含基座和设置在基座上的空心圆柱状外筒，所述模芯(1)呈圆柱体状，模芯(1)与底座(4)嵌套使用，所述脱模顶杆(6)设置在底座(4)的空心圆柱状外筒下方，与模芯(1)纵轴位置相对应。
6.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：李启常，张宇，杨程，熊杰，宋伟杰，王新华，黄斌，
申请(专利权)人：湖南长宇科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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