CN101475405B - 一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法 - Google Patents

一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法，即在蜂窝陶瓷上被覆一层微晶玻璃质的耐热涂层，涂层的化学组成为：77.0～82.0wt％SiO2，11.1～14.5wt％Al2O3，1.5～2.5wt％Li2O，0.7～2.0wt％Na2O，1.5～1.6wt％K2O，0.0～1.0wt％MgO，0.0～0.2wt％CaO，0.0～0.2wt％BaO，0.0～3.0wt％ZnO；经称量配料、球磨粉碎得到涂层浆料，再通过浸渍把浆料施在蜂窝陶瓷上，干燥后在1200～1350℃条件下，保温0.5～1.5小时，然后在900℃～1000℃条件下，保温1～2小时。所得涂层不但能抵抗800℃烟尘气流冲击而不软化，而且还不易被高温烟尘气体沾污，有效地解决了普通蜂窝陶瓷易受高温烟气沾污以至于阻塞烟气通道的难题。

Description

一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料制备技术领域，具体涉及一种用于提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法
背景技术
目前生产的蜂窝陶瓷产品都是不上釉的素瓷，它们存在的一个明显缺点就是瓷件有一定的吸水性且表面不光滑，使用时瓷件容易吸附烟气中的微小固体颗粒，导致蜂窝陶瓷的孔壁表面沾污，从而影响产品性能。更有甚者，当孔壁表面吸附的污染物太多时则会阻塞烟气流通，致使蜂窝陶瓷产品报废，其使用寿命大为缩短。为了克服有一定吸水率的陶瓷易沾污、难洗涤的难题，通常是在陶瓷表面施一层玻璃质的釉，如日用陶瓷器皿和建筑陶瓷墙地砖等。然而，简单地将普通的陶瓷釉施在蜂窝陶瓷上并不能解决问题。其原因就在于普通的陶瓷釉超过500℃时会软化变形，它不但不能承受高温烟气流冲刷作用，反而进一步加剧了对烟尘颗粒的粘附作用，最终导致施了普通陶瓷釉的蜂窝陶瓷产品比不施釉的产品更易沾污，其使用寿命也更短。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高蜂窝陶瓷抗污性能，从而延长其使用寿命的方法。
本发明提供的一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法，其特征是在蜂窝陶瓷上通过高温处理工艺被覆一层微晶玻璃质的耐热涂层，所述的高温处理工艺是：在1200～1350℃高温处理温度条件下，保温0.5～1.5小时，然后在900℃～1000℃条件下，保温1～2小时。
上述耐热涂层配方的化学组成为：77.0～82.0wt％SiO2，11.1～14.5wt％Al2O3，1.5～2.5wt％Li2O，0.7～2.0wt％Na2O，1.5～1.6wt％K2O，0.62～1.0wt％MgO，0.16～0.2wt％CaO，0.0～0.2wt％BaO，2.05～3.0wt％ZnO；其塞格尔式为：
Figure GSB00000617900800021
上述耐热涂层的制备步骤为：
(1)称量原料：根据配方按比例称取各种原料，如高岭土、石英、长石、滑石、氧化铝、氧化锌、骨灰、方解石、碳酸钡、氧化锆、氧化钛等；
(2)把称取的各种原料全部加入球磨机中，再按料∶球∶水＝1∶2∶(1～1.5)的比例球磨一段时间，直至浆料的250目筛余为小于0.1％为止。从球磨机中卸出浆料，存放备用。
(3)将蜂窝陶瓷体浸入料浆中，涂层达到所需厚度后，取出陶瓷体，把黏附在下部的料浆清除干净，放置在托板上，然后放入烘箱进行干燥。
(4)把上述干燥后的蜂窝陶瓷体放入窑炉中，在1200～1350℃高温处理温度条件下，保温0.5～1.5小时，然后在900℃～1000℃条件下，保温1～2小时，所制备出的涂层是一种光滑致密的微晶玻璃质薄层。
本发明选用常见的陶瓷原料，采用创新的配方和工艺，在蜂窝陶瓷上被覆一层微晶玻璃质的耐热涂层，一方面通过优化配方使涂层在所定的烧成温度下能够充分熔融，从而确保烧后涂层表面平整光滑；另一方面通过在900℃～1000℃温度范围内保温的工艺控制使釉面析出大量微小的细晶，这样便可以有效提高涂层的软化变形温度，其软化变形温度高达900℃以上，该涂层施在蜂窝陶瓷产品上能承受800℃烟气流冲击而不软化变形，显著提高了用于热交换的蜂窝陶瓷的抗污性能，延长其使用寿命。
具体实施方式
实施例1
根据下表组成配料(质量百分比wt％)，然后混合球磨制得涂层料浆，将已高温素烧的蜂窝陶瓷产品浸渍于料浆中，涂层厚度达到0.2～0.3mm后，取出陶瓷体，放置在托板上，经70～80℃烘干，装入窑炉中在1320℃的氧化焰中保温0.5小时，再降温至1000℃保温2小时，就可得到表面平整光滑的微晶玻璃质涂层，该涂层经抗软化测试，结果在1080℃未软化。
  SiO2   Al2O3   Li2O   Na2O   K2O   MgO   CaO   BaO   ZnO
  81.65   11.14   1.53   0.87   1.55   0.92   0.18   0.10   2.06
实施例2
根据下表组成配料(质量百分比wt％)，按照实施例1相同的方法依次进行球磨粉碎、浸渍浆料、瓷件烘干，然后在1280℃的氧化焰中保温1小时，再降温至980℃保温1.5小时，就可得到表面平整光滑的微晶玻璃质涂层，该涂层在1000℃未软化。
  SiO2   Al2O3   Li2O   Na2O   K2O   MgO   CaO   BaO   ZnO
  80.19   12.24   1.84   1.06   1.60   0.82   0.20   2.05
实施例3
根据下表组成配料(质量百分比wt％)，按照实施例1相同的方法依次进行球磨粉碎、浸渍浆料、瓷件烘干，然后在1250℃的氧化焰中保温1.5小时，再降温至900℃保温1小时，就可得到表面平整光滑的微晶玻璃质涂层，该涂层在900℃未软化。
  SiO2   Al2O3   Li2O   Na2O   K2O   MgO   CaO   BaO   ZnO
  78.73   13.30   2.15   1.05   1.54   0.62   0.16   0.20   2.25
上述各实施例涂层所采用的抗软化测试方法是：在被覆了涂层的产品试样上施加一个由耐火材料制成的重物并使它在涂层表面产生3kPa的压力，将试样连同重物一起置于高温炉中，升温至所要求测定的温度T并保温30分钟，随后自然冷却，取出试样，观察被压涂层表面有无压痕。如果没有压痕，则表明涂层在所测定的温度T下不软化。

Claims (1)

1.一种提高蜂窝陶瓷抗污性能的方法，其特征是在蜂窝陶瓷上通过高温处理工艺被覆一层微晶玻璃质的耐热涂层，所述的高温处理工艺是：在1200～1350℃高温处理温度条件下，保温0.5～1.5小时，然后在900℃～1000℃条件下，保温1～2小时，所述微晶玻璃质的耐热涂层化学组成为：77.0～82.0wt％SiO2，11.1～14.5wt％Al2O3，1.5～2.5wt％Li2O，0.7～2.0wt％Na2O，1.5～1.6wt％K2O，0.62～1.0wt％MgO，0.16～0.2wt％CaO，0.0～0.2wt％BaO，2.05～3.0wt％ZnO。
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