CN104926322B - 一种SiC匣钵圈裂修复剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SiC匣钵圈裂修复剂及其制备方法，涉及陶瓷匣钵制备技术领域。该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉10‑20份，矾土粉40‑55份，石英粉3‑8份，陶瓷粉3‑8份，耐火粘土12‑20份，钠长石8‑15份，方解石3‑7份。本发明的修复剂配方科学合理，使用后可以使匣钵的平均寿命可延长15次以上，匣钵经修补后，生产陶瓷产品时，落渣大大减少，平均可下降3个百分点，因而减少废次品，从而提高产品质量，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷匣钵制备技术领域，尤其是涉及一种SiC匣钵圈裂修复剂。
背景技术
在日常陶瓷烧制高温隧道窑中，为了减少制品的变形，提高产品质量，增加窑炉运行的安全性，常常都会使用SiC匣钵，并取得了较好的进步和效益。但是SiC匣钵的使用次数往往受到限制，随着使用次数的不断增加，匣钵中的SiC不断被氧化生成SiO2而增加脆性(氧化焰烧成尤甚)。SiC匣钵中的部分粘土基质和SiO2液相互相作用，生成莫来石晶体(Al2O3·2SiO2)，使其空洞和孔隙不断增加，SiC匣钵强度随之下降。其中所发生的化学反应如下：
SiC+2O2＝SiO2+CO2
3Al2O3+6SiO2＝3Al2O3·2SiO2+4SiO2
由上反应可知在氧气充足的情况下，其所生成的莫来石晶体就会更多，因而SiC匣钵在氧化焰气氛下更容易受损。
由于SiC匣钵底部与边沿肩部胶合处受力承重最大而有最薄弱的部位，当高温荷重超过其承载力时，就逐步出现圈裂。如果在受损的情况下继续使用，势必造成落渣污染产品，而且加剧破损，其氧化气氛越浓，圈裂越快。SiC匣钵使用十几次以后，几乎都会出现圈裂现象，造成较多落渣缺陷，大大增加匣钵的使用成本。
有鉴于此，如果研制出一种SiC匣钵修复剂，使圈裂部分形成新的一体，便可延长使用寿命并克服圈裂缝上的落渣缺陷。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种SiC匣钵圈裂修复剂及其制备方法。使用本发明的修复剂修复SIC匣钵圈裂处，可以使其平均寿命延长15次以上，大大降低了匣钵使用成本，减少落渣缺陷的产生，从而提高陶瓷烧制产品的质量。
本发明采用的技术方案如下：
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉10-20份，矾土粉40-55份，石英粉3-8份，陶瓷粉3-8份，耐火粘土12-20份，钠长石8-15份，方解石3-7份。
进一步优选地，该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉12-16份，矾土粉42-48份，石英粉4-6份，陶瓷粉4-7份，耐火粘土14-18份，钠长石9-12份，方解石4-6份。
进一步优选地，该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉15份，矾土粉45份，石英粉5份，陶瓷粉5份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石5份。
本发明还提供该SiC匣钵圈裂修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉10-20份，矾土粉40-55份，石英粉3-8份，陶瓷粉3-8份，耐火粘土12-20份，钠长石8-15份，方解石3-7份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:1-4加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.03-0.05％即得。
本修复剂的作用机理如下：
SiC匣钵本体的矿物组成除SiC外，主要矿物为莫来石、刚玉、石英。本发明通过实验筛选了与匣钵本体材料性质相似且具有抗氧化性的材料作为原料，从而保证了修复剂与匣钵本体能够有效结合，并能有效防止氧化圈裂。
本发明的修复剂以工业氧化铝粉、矾土粉、石英粉、瓷粉作为瘠性原料，可降低配合料的可塑性以及减少坯体在干燥和烧成时的收缩，起骨架作用；以耐火粘土为塑性原料，使修复剂具有可塑性与结合性；以钠长石、方解石为熔剂原料，降低烧成温度，降低烧成品的膨胀系数，提高制品的热稳定性。上述原料制作成修复剂浆料后，使用时，用干净无铁锈容器(防斑点)取适量修复剂，用一小毛扫蘸取少许修复剂将其均匀地涂在匣钵圈裂处，待修复剂略干后，采用正常的装坯操作方法，将陶瓷坯件装上涂有修复剂的匣钵，然后按正常程序和工艺进行烧制。
在高温烧结过程中，SiC颗粒表面发生氧化形成了SiO2膜其与修复剂组份中氧化铝(Al2O3)、矾土(Al2O3·H2O)、石英粉(SiO2)、耐火粘土(Al2O3)、钠长石(NaAlSi3O8)和方解石(CaCO3)所含氧化物在高温下形成低熔化合物，在制品中起到了结合剂与促进烧结的作用。
由于瓷粉是经过高温烧成的，已完成坯料各种组份之间的某些反应，只含有极少的气体。因此，适量加入到修复剂中，能相对减少长石等溶剂原料的用量。既可提高修复剂的始熔温度20-30℃，有利于修复剂中分解反应的气体逸出；又能拓宽修复剂的熔触温度范围，使修复剂充分熔触；还可以改善修复剂与SiC匣钵圈裂处接触面适应性，减少圈裂处接触面龟裂。
此外，SiC匣钵基体本身既有一定的烧结性，自身又具有一定的弹性，能够防止急冷急热造成的热胀冷缩，从而防止匣钵底部结构颗粒分散脱落。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明的修复剂配方科学合理，使用后可以使匣钵的平均寿命可延长15次以上，按一只新匣钵极限使用次数为90次，即修补6只圈裂的匣钵就可换回一只新匣钵，约50元，具有可观的经济效益。匣钵经修补后，生产陶瓷产品时，落渣大大减少，平均可下降3个百分点，因而减少废次品，从而提高产品质量，提高经济效益。
(2)本发明的修复剂原料来源广泛，修复剂的制备方法和使用方法简单，易于规模化、工业化大生产。
具体实施方式
本发明提供一种SiC匣钵圈裂修复剂，其是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉10-20份，矾土粉40-55份，石英粉3-8份，陶瓷粉3-8份，耐火粘土12-20份，钠长石8-15份，方解石3-7份。本发明通过科学合理的配方，获得的修复剂可以延长SiC匣钵的使用寿命，匣钵经修补后，生产陶瓷产品时，落渣大大减少，因而减少废次品，从而提高产品质量，提高经济效益。
经以下通过具体实施例对本发明作进一步详述。
实施例1
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉20份，矾土粉40份，石英粉8份，陶瓷粉8份，耐火粘土12份，钠长石8份，方解石4份。
本发明还提供该SiC匣钵修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉20份，矾土粉40份，石英粉8份，陶瓷粉8份，耐火粘土12份，钠长石8份，方解石4份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:1加水球磨得修复剂浆料，经球磨24小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.05％即得。
实施例2
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉10份，矾土粉55份，石英粉6份，陶瓷粉8份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石6份。
该SiC匣钵修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉10份，矾土粉55份，石英粉6份，陶瓷粉8份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石6份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:2加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.03％即得。
实施例3
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉16份，矾土粉48份，石英粉3份，陶瓷粉7份，耐火粘土14份，钠长石9份，方解石3份。
该SiC匣钵圈裂修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉16份，矾土粉48份，石英粉3份，陶瓷粉7份，耐火粘土14份，钠长石9份，方解石3份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:3加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.04％即得。
实施例4
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉12份，矾土粉42份，石英粉4份，陶瓷粉3份，耐火粘土20份，钠长石12份，方解石7份。
该SiC匣钵修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉12份，矾土粉42份，石英粉4份，陶瓷粉3份，耐火粘土20份，钠长石12份，方解石7份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:4加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.04％即得。
实施例5
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉14份，矾土粉43份，石英粉4份，陶瓷粉4份，耐火粘土18份，钠长石11份，方解石6份。
该SiC匣钵修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉14份，矾土粉43份，石英粉4份，陶瓷粉4份，耐火粘土18份，钠长石11份，方解石6份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:4加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.04％即得。
实施例6
一种SiC匣钵圈裂修复剂，是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉15份，矾土粉45份，石英粉5份，陶瓷粉5份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石5份。
该SiC匣钵修复剂的制备方法，包括以下步骤：按照重量百分比称取修复剂原料氧化铝粉15份，矾土粉45份，石英粉5份，陶瓷粉5份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石5份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:4加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，筛余量在0.04％即得。
取实施例1-6所制得的SiC匣钵圈裂修复剂分成六组进行匣钵圈裂修复试验，选取120只圈裂程度基本相同的匣钵，每组修复20只匣钵，修复时用干净无铁锈容器(防斑点)取适量修复剂，用一小毛扫蘸取少许修复剂将其均匀地涂在匣钵圈裂处，涂层厚度以0.6～1.2mm为宜，涂层不宜过厚，过厚易起层剥落；待修复剂略干后，采用正常的装坯操作工艺，将陶瓷坯件装上涂有修复剂的匣钵，按正常程序和工艺进行烧制，烧制一次后观察并计算粘结裂缝的有效率；(粘结有效的标准是：修复剂与匣钵圈裂处结合牢固，烧制好的陶瓷产品表面无因匣钵圈裂裂缝表面剥离脱落造成落渣缺陷)，然后将修复好的匣钵正式投入生产，跟踪记录其使用寿命。试验结果如下表1所示。
表1修复剂的使用效果
从表1的结果可知，使用本发明的修复剂后，对于匣钵圈裂裂缝的粘结有效率可达到85％以上，最长可以延长匣钵的使用寿命17次。且使用修复剂修复后，用匣钵生产所得的陶瓷产品落渣大大减少，平均可下降3个百分点，能够减少废次品，从而提高产品质量，提高经济效益。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (3)
1.一种SiC匣钵圈裂修复剂，其特征在于该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉10-20份，矾土粉40-55份，石英粉3-8份，陶瓷粉3-8份，耐火粘土12-20份，钠长石8-15份，方解石3-7份；其制备方法包括以下步骤：
按照重量份数称取修复剂原料氧化铝粉10-20份，矾土粉40-55份，石英粉3-8份，陶瓷粉3-8份，耐火粘土12-20份，钠长石8-15份，方解石3-7份；将上述原料加入装有研磨体的球磨机里，按照原料与水的质量比为1:1-4加水球磨得修复剂浆料，经球磨24-60小时使修复剂浆料用320目筛检测，使得筛余量在0.03-0.05％即得。
2.根据权利要求1所述的一种SiC匣钵圈裂修复剂，其特征在于该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉12-16份，矾土粉42-48份，石英粉4-6份，陶瓷粉4-7份，耐火粘土14-18份，钠长石9-12份，方解石4-6份。
3.根据权利要求1所述的一种SiC匣钵圈裂修复剂，其特征在于该修复剂是由以下重量份的原料制成：氧化铝粉15份，矾土粉45份，石英粉5份，陶瓷粉5份，耐火粘土15份，钠长石10份，方解石5份。
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