CN113755949A - 一种人工合成黑云母晶体的结晶方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，属于化工技术领域，本方案实现炉体内的保温层能够减少热量的外泄，起到保温隔热的作用，而部分外泄的能量流动到连接套框内后，使其内部的膨胀粉末受热膨胀，挤压支撑加固块，实现对炉体进行支撑加固，加固炉体的支撑强度，同时热量反射板配合隔热球的隔热层实现以远红外电磁波的形式向外辐射热量，将热量反射回去，使热量重新进入到炉体内，进一步减少热量外泄，而热量外泄到到吹气框内带动耐高温伸缩气囊内空气受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊延伸，推动挤压板相向运动，使其挤压吹气框内的空气经过吹气管向炉体方向吹动，减少热量的外泄，起到隔热保温的作用。

Description

一种人工合成黑云母晶体的结晶方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，更具体地说，涉及一种人工合成黑云母晶体的结晶方法。

背景技术

云母是一种造岩矿物，通常呈假六方或菱形的板状、片状、柱状晶形的晶体，是一种性能优良的绝缘体，质地坚硬，机械强度高，具有较大的电阻、较低的电介质损耗、抗电弧、耐电晕等优良的介电性能和耐高温、耐温度急剧变化、耐酸碱等良好的物化性能，因此被广泛应用于众多化工领域，黑云母晶体是云母晶体中的一种，主要产于变质岩中，颜色从黑到褐、红色或绿色都有，具有玻璃光泽，形状多为板状、柱状，目前可供使用的黑云母晶体包括天然黑云母晶体和人工合成黑云母晶体两种，人工合成黑云母晶体是一种人工合成的硅酸盐片状晶体，亦可称为合成氟铁云母，其质地纯正，不含重金属，具有耐高温，耐酸碱的特性，与其他云母不同的是，由于成分中含有铁元素，人工合成黑云母具有磁性，可应用在一些特殊领域，如制成磁性材料等，人工合成黑云母还具有完整的片状结构，满足了在涂料行业应用需求，可以应用在真石漆等装饰涂料，以及要求具备特殊光感，特殊性能的珠光颜料，此外，人工合成黑云母自身可以研磨成微纳米级别的片状粉体，可以应用在一些微小电子零件中，可作为新型的减摩抗磨添加剂，摩擦过程中发生化学物理变化，对摩擦部件起到降低摩擦系数和减缓磨损的作用，同时使摩擦部件获得比较光滑平整的形貌，形成点状的摩擦表面修复膜，保护表面不受进一步损伤。

在人工合成黑云母晶体过程中，需要将各种原材料添加到窑炉内进行熔制，但是熔制过程中热量容易外泄，降低其熔制效率，不利于黑云母晶体的合成，大大降低了合成效果。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，它可以实现炉体内的保温层能够减少热量的外泄，起到保温隔热的作用，而部分外泄的能量流动到连接套框内后，使其内部的膨胀粉末受热膨胀，挤压支撑加固块，实现对炉体进行支撑加固，加固炉体的支撑强度，同时热量反射板配合隔热球的隔热层实现以远红外电磁波的形式向外辐射热量，将热量反射回去，使热量重新进入到炉体内，进一步减少热量外泄，而热量外泄到到吹气框内带动耐高温伸缩气囊内空气受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊延伸，推动挤压板相向运动，使其挤压吹气框内的空气经过吹气管向炉体方向吹动，减少热量的外泄，起到隔热保温的作用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，包括以下步骤：

S1、按重量配比配备原料，取用石英砂32-38％，电熔镁砂：4-20％，碳酸钾：5-12％，氧化铁：15-18％，以及氟硅酸钾、氧化铝，碱金属、碱土金属氟化物中的一种或几种；

S2、将原料进行破碎，使其充分分散混合，接着将破碎后的原料添加到隔热式窑炉内，并将其压实，同时给隔热式窑炉加热升温，使其内部温度升至1500-1700℃后保持不变，促使混合原料充分熔制；

S3、反应结束后，控制隔热式窑炉内温度快速降温至1150-1350℃，并调节其加热功率使其内部温度缓慢降至1050-1250℃，然后停止加热，使物料自然冷却析晶，待温度冷却至室温后，开炉取得人工合成黑云母晶体。

进一步的，所述S2中的隔热式窑炉包括炉体，所述炉体下端固定连接有隔热底座，所述炉体的上端转动连接有炉盖，所述炉体的内壁设有保温层，所述炉体的外端套设有连接套框，所述连接套框的内壁之间固定连接有热量反射板，所述热量反射板与连接套框之间填充有热膨胀粉末，所述连接套框的内壁开凿有多个均匀分布的安装口，所述安装口内设有支撑加固块，所述支撑加固块的上端和下端和安装口的内壁之间固定连接有耐高温隔膜，所述支撑加固块远离热量反射板的一端与炉体的外端相接触，所述热量反射板与连接套框之间固定连接有多个均匀分布的隔热球，所述隔热球位于热膨胀粉末的外侧，可以实现通过保温层提高炉体的保温隔热作用，减少热量的外泄，避免对黑云母晶体的熔制造成影响，且部分热量外泄出去，流动至连接套框内，使其内部的热膨胀粉末受热膨胀，挤压支撑加固块对炉体进行支撑，加固炉体的支撑强度，避免其受损，同时热量反射板配合隔热球以远红外电磁波的形式将热量反射回去，使热量重新进入到炉体内，减少热量的外泄，便于黑云母晶体的熔制烧结，提高合成效果。

进一步的，所述连接套框的外端固定连接有多个均匀分布的吹气框，所述吹气框内滑动连接有挤压板，所述挤压板的外端与吹气框的内壁之间固定连接有耐高温伸缩气囊，所述连接套框与吹气框之间固定连接有多个均匀分布的吹气管，所述吹气管分别与连接套框和吹气框的内部相连通，随着热量外泄进入到吹气框内，使耐高温伸缩气囊内的气体受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊进行延伸，推动挤压板挤压吹气框内的空气经过吹气管向炉体方向吹动，进一步减少热量的外泄，起到隔热保温的作用。

进一步的，所述炉体采用硅藻土材料制成，所述炉盖的上端固定连接有把手，所述把手的外端套设有耐高温保护套，所述耐高温保护套的外端设有防滑纹，通过使用硅藻土材料制成的炉体具有优秀的耐高温性能，能够承受1000多摄氏度的高温，同时还能净化空气，隔音、防水和隔热，性能优秀，而把手的设置，方便技术人员拉动炉盖进行开合，实现原料的添加和取出，且使用耐高温保护套，并设有防滑纹，可以起到保护的作用，同时防止技术人员在拉动把手开合炉盖时发生滑落。

进一步的，所述保温层采用S1中的各种原料混合制成，通过使用石英砂、电熔镁砂、碳酸钾、氧化铁、氟硅酸钾、氧化铝，碱金属和碱土金属氟化物混合制成的保温层具有良好的隔热保温作用，减少热量外泄的可能性。

进一步的，所述热膨胀粉末采用110甲基乙烯基硅橡胶、热膨胀石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷硼阻燃剂、石蜡油和双二五交联剂等材料混合制成，通过使用110甲基乙烯基硅橡胶、热膨胀石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷硼阻燃剂、石蜡油和双二五交联剂等材料混合制成的热膨胀粉末在受到高温后，能够进行膨胀，挤压支撑加固块起到支撑加固的作用。

进一步的，所述热量反射板采用特种热反射树脂材料制成，所述隔热球的内部为空心设置，所述隔热球的外端设有隔热层，通过使用特种热反射树脂材料制成的热量反射板配合隔热球的隔热层实现以远红外电磁波的形式向外辐射热量，将热量反射回去，使热量重新进入到炉体内，减少热量的外泄。

进一步的，所述挤压板的外端固定连接有密封圈，所述密封圈的外端与吹气框的内壁紧密接触，通过密封圈的设置，可以减少空气经过挤压板和吹气框之间的缝隙向外泄露的可能性，提高密封性。

进一步的，所述耐高温伸缩气囊的外端为波纹状设置，所述耐高温伸缩气囊的表面设有耐磨层，通过将耐高温伸缩气囊的外端设为波纹状，可以实现在其耐高温伸缩气囊内部的空气受热膨胀后快速响应，进行延伸，而耐磨层的设置，实现在耐高温伸缩气囊伸缩过程中，减少其与吹气框内壁之间的摩擦影响，使其不易发生磨损，延长其使用寿命。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案实现炉体内的保温层能够减少热量的外泄，起到保温隔热的作用，而部分外泄的能量流动到连接套框内后，使其内部的膨胀粉末受热膨胀，挤压支撑加固块，实现对炉体进行支撑加固，加固炉体的支撑强度，同时热量反射板配合隔热球的隔热层实现以远红外电磁波的形式向外辐射热量，将热量反射回去，使热量重新进入到炉体内，进一步减少热量外泄，而热量外泄到到吹气框内带动耐高温伸缩气囊内空气受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊延伸，推动挤压板相向运动，使其挤压吹气框内的空气经过吹气管向炉体方向吹动，减少热量的外泄，起到隔热保温的作用。

附图说明

图1为本发明中黑云母晶体的人工合成方法流程图；

图2为本发明中隔热式窑炉的整体结构示意图；

图3为本发明中隔热式窑炉的正视结构示意图；

图4为本发明中炉体的立体结构示意图；

图5为本发明中连接套框的局部剖面结构示意图；

图6为本发明中耐高温伸缩气囊的正视结构示意图。

图中标号说明：

1、炉体；2、隔热底座；3、炉盖；4、保温层；5、热量反射板；6、热膨胀粉末；7、安装口；8、支撑加固块；9、耐高温隔膜；10、隔热球；11、连接套框；12、吹气管；13、挤压板；14、耐高温伸缩气囊；15、吹气框；16、把手；17、耐高温保护套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1，一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，包括以下步骤：

S1、按重量配比配备原料，取用石英砂32-38％，电熔镁砂：4-20％，碳酸钾：5-12％，氧化铁：15-18％，以及氟硅酸钾、氧化铝，碱金属、碱土金属氟化物中的一种或几种；

S2、将原料进行破碎，使其充分分散混合，接着将破碎后的原料添加到隔热式窑炉内，并将其压实，同时给隔热式窑炉加热升温，使其内部温度升至1500-1700℃后保持不变，促使混合原料充分熔制；

S3、反应结束后，控制隔热式窑炉内温度快速降温至1150-1350℃，并调节其加热功率使其内部温度缓慢降至1050-1250℃，然后停止加热，使物料自然冷却析晶，待温度冷却至室温后，开炉取得人工合成黑云母晶体。

请参阅图2-5，S2中的隔热式窑炉包括炉体1，炉体1下端固定连接有隔热底座2，炉体1的上端转动连接有炉盖3，炉体1的内壁设有保温层4，炉体1的外端套设有连接套框11，连接套框11的内壁之间固定连接有热量反射板5，热量反射板5与连接套框11之间填充有热膨胀粉末6，连接套框11的内壁开凿有多个均匀分布的安装口7，安装口7内设有支撑加固块8，支撑加固块8的上端和下端和安装口7的内壁之间固定连接有耐高温隔膜9，支撑加固块8远离热量反射板5的一端与炉体1的外端相接触，热量反射板5与连接套框11之间固定连接有多个均匀分布的隔热球10，隔热球10位于热膨胀粉末6的外侧，可以实现通过保温层4提高炉体1的保温隔热作用，减少热量的外泄，避免对黑云母晶体的熔制造成影响，且部分热量外泄出去，流动至连接套框11内，使其内部的热膨胀粉末6受热膨胀，挤压支撑加固块8对炉体1进行支撑，加固炉体1的支撑强度，避免其受损，同时热量反射板5配合隔热球10以远红外电磁波的形式将热量反射回去，使热量重新进入到炉体1内，减少热量的外泄，便于黑云母晶体的熔制烧结，提高合成效果。

请参阅图2-6，连接套框11的外端固定连接有多个均匀分布的吹气框15，吹气框15内滑动连接有挤压板13，挤压板13的外端与吹气框15的内壁之间固定连接有耐高温伸缩气囊14，连接套框11与吹气框15之间固定连接有多个均匀分布的吹气管12，吹气管12分别与连接套框11和吹气框15的内部相连通，随着热量外泄进入到吹气框15内，使耐高温伸缩气囊14内的气体受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊14进行延伸，推动挤压板13挤压吹气框15内的空气经过吹气管12向炉体1方向吹动，进一步减少热量的外泄，起到隔热保温的作用。

请参阅图2和图5，炉体1采用硅藻土材料制成，炉盖3的上端固定连接有把手16，把手16的外端套设有耐高温保护套17，耐高温保护套17的外端设有防滑纹，通过使用硅藻土材料制成的炉体1具有优秀的耐高温性能，能够承受1000多摄氏度的高温，同时还能净化空气，隔音、防水和隔热，性能优秀，而把手16的设置，方便技术人员拉动炉盖3进行开合，实现原料的添加和取出，且使用耐高温保护套17，并设有防滑纹，可以起到保护的作用，同时防止技术人员在拉动把手16开合炉盖3时发生滑落，保温层4采用S1中的各种原料混合制成，通过使用石英砂、电熔镁砂、碳酸钾、氧化铁、氟硅酸钾、氧化铝，碱金属和碱土金属氟化物混合制成的保温层4具有良好的隔热保温作用，减少热量外泄的可能性。

请参阅图2-5，热膨胀粉末6采用110甲基乙烯基硅橡胶、热膨胀石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷硼阻燃剂、石蜡油和双二五交联剂等材料混合制成，通过使用110甲基乙烯基硅橡胶、热膨胀石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷硼阻燃剂、石蜡油和双二五交联剂等材料混合制成的热膨胀粉末6在受到高温后，能够进行膨胀，挤压支撑加固块8起到支撑加固的作用，热量反射板5采用特种热反射树脂材料制成，隔热球10的内部为空心设置，隔热球10的外端设有隔热层，通过使用特种热反射树脂材料制成的热量反射板5配合隔热球10的隔热层实现以远红外电磁波的形式向外辐射热量，将热量反射回去，使热量重新进入到炉体1内，减少热量的外泄。

请参阅图2-6，挤压板13的外端固定连接有密封圈，密封圈的外端与吹气框15的内壁紧密接触，通过密封圈的设置，可以减少空气经过挤压板13和吹气框15之间的缝隙向外泄露的可能性，提高密封性，耐高温伸缩气囊14的外端为波纹状设置，耐高温伸缩气囊14的表面设有耐磨层，通过将耐高温伸缩气囊14的外端设为波纹状，可以实现在其耐高温伸缩气囊14内部的空气受热膨胀后快速响应，进行延伸，而耐磨层的设置，实现在耐高温伸缩气囊14伸缩过程中，减少其与吹气框15内壁之间的摩擦影响，使其不易发生磨损，延长其使用寿命。

在本发明中，相关内的技术人员在使用该装置时，首先拉动把手16，打开炉盖3将各种原材料添加到炉体1内，待原材料添加结束后，盖上炉盖3，加热炉体1，使其内部温度升至1500-1700℃后保持不变，促使混合原料充分熔制，且通过保温层4提高炉体1的保温隔热作用，减少热量的外泄，避免对黑云母晶体的熔制造成影响，且部分热量外泄出去，流动至连接套框11内，使其内部的热膨胀粉末6受热膨胀，挤压支撑加固块8对炉体1进行支撑，加固炉体1的支撑强度，避免其受损，同时特种热反射树脂材料制成的热量反射板5配合隔热球10的隔热层以远红外电磁波的形式将热量反射回去，使热量重新进入到炉体1内，减少热量的外泄，便于黑云母晶体的熔制烧结，提高合成效果，随着热量外泄进入到吹气框15内，使耐高温伸缩气囊14内的气体受热膨胀，带动耐高温伸缩气囊14进行延伸，推动挤压板13挤压吹气框15内的空气经过吹气管12向炉体1方向吹动，进一步减少热量的外泄，起到隔热保温的作用，而在反应结束后，停止加热，使炉体1内部的物料自然冷却析晶，待炉体1内温度冷却至室温后，拉动把手16，打开炉盖3，取出物料破碎，得到黑云母晶体。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、按重量配比配备原料，取用石英砂32-38％，电熔镁砂：4-20％，碳酸钾：5-12％，氧化铁：15-18％，以及氟硅酸钾、氧化铝，碱金属、碱土金属氟化物中的一种或几种；

S2、将原料进行破碎，使其充分分散混合，接着将破碎后的原料添加到隔热式窑炉内，并将其压实，同时给隔热式窑炉加热升温，使其内部温度升至1500-1700℃后保持不变，促使混合原料充分熔制；

S3、反应结束后，控制隔热式窑炉内温度快速降温至1150-1350℃，并调节其加热功率使其内部温度缓慢降至1050-1250℃，然后停止加热，使物料自然冷却析晶，待温度冷却至室温后，开炉取得人工合成黑云母晶体。

2.根据权利要求1所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述S2中的隔热式窑炉包括炉体(1)，所述炉体(1)下端固定连接有隔热底座(2)，所述炉体(1)的上端转动连接有炉盖(3)，所述炉体(1)的内壁设有保温层(4)，所述炉体(1)的外端套设有连接套框(11)，所述连接套框(11)的内壁之间固定连接有热量反射板(5)，所述热量反射板(5)与连接套框(11)之间填充有热膨胀粉末(6)，所述连接套框(11)的内壁开凿有多个均匀分布的安装口(7)，所述安装口(7)内设有支撑加固块(8)，所述支撑加固块(8)的上端和下端和安装口(7)的内壁之间固定连接有耐高温隔膜(9)，所述支撑加固块(8)远离热量反射板(5)的一端与炉体(1)的外端相接触，所述热量反射板(5)与连接套框(11)之间固定连接有多个均匀分布的隔热球(10)，所述隔热球(10)位于热膨胀粉末(6)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述连接套框(11)的外端固定连接有多个均匀分布的吹气框(15)，所述吹气框(15)内滑动连接有挤压板(13)，所述挤压板(13)的外端与吹气框(15)的内壁之间固定连接有耐高温伸缩气囊(14)，所述连接套框(11)与吹气框(15)之间固定连接有多个均匀分布的吹气管(12)，所述吹气管(12)分别与连接套框(11)和吹气框(15)的内部相连通。

4.根据权利要求2所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述炉体(1)采用硅藻土材料制成，所述炉盖(3)的上端固定连接有把手(16)，所述把手(16)的外端套设有耐高温保护套(17)，所述耐高温保护套(17)的外端设有防滑纹。

5.根据权利要求2所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述保温层(4)采用S1中的各种原料混合制成。

6.根据权利要求2所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述热膨胀粉末(6)采用110甲基乙烯基硅橡胶、热膨胀石墨、氢氧化铝、氢氧化镁、氮磷硼阻燃剂、石蜡油和双二五交联剂等材料混合制成。

7.根据权利要求2所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述热量反射板(5)采用特种热反射树脂材料制成，所述隔热球(10)的内部为空心设置，所述隔热球(10)的外端设有隔热层。

8.根据权利要求3所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述挤压板(13)的外端固定连接有密封圈，所述密封圈的外端与吹气框(15)的内壁紧密接触。

9.根据权利要求3所述的一种人工合成黑云母晶体的结晶方法，其特征在于：所述耐高温伸缩气囊(14)的外端为波纹状设置，所述耐高温伸缩气囊(14)的表面设有耐磨层。

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