CN1271002C - 一种堇青石陶瓷粉体及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种堇青石粉体合成的配方及制备方法。采用天然绿泥石和高岭土为主要原料，经过混合、煅烧、粉碎后得到堇青石粉体材料。本发明采用的原料成本低，合成温度较低，合成过程易于控制，设备要求较低，环保无污染，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于无机非金属材料领域，涉及到堇青石陶瓷粉体的制备方法。该粉体可以用于耐火材料，汽车尾气净化器蜂窝陶瓷载体的制备原料，属于工业陶瓷技术领域或者环保技术领域。
背景技术
陶瓷粉体的特性对特种陶瓷材料的制备工艺和微观结构有重要影响，继而对陶瓷部件的性能产生较大影响。堇青石(Mg2Al4Si5O18)具有低的热膨胀系数和介电性质，以及高的化学稳定性，堇青石陶瓷及玻璃瓷被广泛应用于对热震性和热膨胀要求严格的场合。例如，高温炉、窑的窑具、电子器件和微电子封装材料等。另一个大的应用领域是用作多孔材料，比如蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷。由于堇青石没有天然矿石，所以要获得高性能的堇青石陶瓷或含堇青石陶瓷的话，首先要人工合成堇青石陶瓷粉体，而且该粉体中堇青石相含量越高，获得的制品热膨胀系数就越低，抗热震性能就越好。堇青石粉体的合成，常见的配方体系有氧化铝+高岭土+含镁矿物；滑石+高岭土+碳酸镁等。这些体系合成粉体时，存在以下缺点：(1)原料种类较多，一方面容易引入杂质，另一方面，容易混合不均匀，引起成分偏析，导致最终杂相含量较高。(2)合成温度较高。
发明内容
本发明的目的是：提出一种堇青石陶瓷粉体合成的新配方，采用天然绿泥石和高岭土为主要原料，经过混合、煅烧、粉碎后得到堇青石粉体材料。
本发明的技术方案是：一种堇青石粉体的合成方法，其特征在于，合成的操作步骤如下：
(1)配料，按照配方要求称取陶瓷原料，原料配方如下：绿泥石：25～65％；高岭土：35～75％；
(2)混合，将称好的陶瓷原料放入球磨机中采用湿法球磨或者干法球磨进行球磨混合，球料比可以是1∶1～10∶1，球磨时间为3～30小时；
(3)烘干，采用干法球磨的，无需进行烘干；采用湿法球磨的，混合完成后，将混合料放在烘箱中进行烘干处理，烘箱温度为40～120℃，直到干透为止；
(4)煅烧，将干燥后的陶瓷原料放入匣钵中，置于煅烧炉中加热到1000℃～1350℃，保温时间为1～5小时，冷却后，获得所需要的堇青石陶瓷粉块；
(5)粉碎，将煅烧后获得的堇青石陶瓷粉块通过球磨机或者其它粉碎机械进行粉碎。
一种如上面所述的方法制造的堇青石粉体，其特征在于，采用的原料配方如下：绿泥石：25～65％；高岭土：35～75％。
本发明的优点是：本发明采用的原料成本低，合成温度较低，合成过程易于控制，设备要求较低，使得合成能在简捷和廉价的方式下进行，并且经煅烧后所得的陶瓷粉料反应充分，而且疏松、均匀，环保无污染，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。本发明采用天然绿泥石和高岭土为主要原料，经过混合、煅烧、粉碎后得到堇青石粉体材料。原理如下：绿泥石在高温下会形成(斜)顽辉石，高岭土在高温下可以形成莫来石，加上二者中存在的石英，在1000℃～1150℃就开始形成堇青石，具体反应过程如下：
(斜)顽辉石 莫来石 石英 堇青石
本发明堇青石粉体，其特征在于，采用的原料配方如下：绿泥石：25～65％，最佳范围是：35～45％；高岭土：75～35％，最佳范围是65～55％。
上述堇青石粉体合成的操作步骤如下：
(1)配料，按照配方要求称取陶瓷原料。
(2)混合，将称好的陶瓷原料放入球磨机中进行球磨混合，既可以是湿法球磨，也可以是干法球磨，球料比可以是1∶1～10∶1，球磨时间依据粉末原始粒度而定，一般为3～30小时。原始粉料粗时，球磨时间可以适当长一些。
(3)烘干，原料混合时，如果采用干法球磨，无需进行烘干；如果采用湿法球磨，混料完成时，需要在烘箱中进行烘干处理，烘箱温度为40～120℃，直到干透为止。
(4)煅烧，将干燥后的陶瓷原料放入匣钵中，置于煅烧炉中加热到1000℃～1350℃，保温时间为1～5小时，冷却后，获得所需要的堇青石陶瓷粉块。
(5)粉碎，将煅烧后的堇青石陶瓷粉块进行粉碎，粉碎可以是机械粉碎或者球磨粉碎，最终粉碎到所需要的粒度范围。
实施例
实施例1
按照绿泥石：35％，高岭土：65％的比例进行称料，将称好的陶瓷原料放入球磨机中进行干法球磨混合，球料比5∶1，球磨时间依据粉末原始粒度而定，球磨时间15小时。将混合后的陶瓷原料放入匣钵中，置于煅烧炉中加热到1200℃，保温时间为3小时，冷却后，获得所需要的堇青石陶瓷粉块。将煅烧后的堇青石陶瓷粉块进行球磨粉碎，粉碎后过200目筛即可。
其它实施例原料配比及相关工艺如下表。其详细工艺步骤如实施例1所述。
| 实施例 | 原料配方(wt％) | 混合方式 | 煅烧温度 | 保温时间 |
| 1 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 干混 | 1150 | 2 |
| 2 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 湿混 | 1150 | 3 |
| 3 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 干混 | 1150 | 4 |
| 4 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 湿混 | 1250 | 2 |
| 5 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 干混 | 1250 | 3 |
| 6 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 湿混 | 1250 | 4 |
| 7 | 绿泥石：35％ | 干混 | 1350 | 2 |
| 高岭土：65％ | ||||
| 8 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 湿混 | 1350 | 3 |
| 9 | 绿泥石：35％高岭土：65％ | 干混 | 1350 | 4 |
| 10 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 干混 | 1150 | 2 |
| 11 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 湿混 | 1150 | 3 |
| 12 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 干混 | 1150 | 4 |
| 13 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 湿混 | 1250 | 2 |
| 14 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 干混 | 1250 | 3 |
| 15 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 湿混 | 1250 | 4 |
| 16 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 干混 | 1350 | 2 |
| 17 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 湿混 | 1350 | 3 |
| 18 | 绿泥石：40％高岭土：60％ | 干混 | 1350 | 4 |
| 19 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 干混 | 1150 | 2 |
| 20 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 湿混 | 1150 | 3 |
| 21 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 干混 | 1150 | 4 |
| 22 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 湿混 | 1250 | 2 |
| 23 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 干混 | 1250 | 3 |
| 24 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 湿混 | 1250 | 4 |
| 25 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 干混 | 1350 | 2 |
| 26 | 绿泥石：45％ | 湿混 | 1350 | 3 |
| 高岭土：55％ | ||||
| 27 | 绿泥石：45％高岭土：55％ | 干混 | 1350 | 4 |
Claims (3)
1、一种堇青石粉体的合成方法，其特征在于，合成的操作步骤如下：
(1)配料，按照配方要求称取陶瓷原料，原料配方如下：绿泥石：25～65％；高岭土：35～75％；
(2)混合，将称好的陶瓷原料放入球磨机中采用湿法球磨或者干法球磨进行球磨混合，球料比是1∶1～10∶1，球磨时间为3～30小时；
(3)烘干，采用干法球磨的，无需进行烘干；采用湿法球磨的，混合完成后，将混合料放在烘箱中进行烘干处理，烘箱温度为40～120℃，直到干透为止；
(4)煅烧，将干燥后的陶瓷原料放入匣钵中，置于煅烧炉中加热到1000℃～1350℃，保温时间为1～5小时，冷却后，获得所需要的堇青石陶瓷粉块；
(5)粉碎，将煅烧后获得的堇青石陶瓷粉块通过球磨机或者其它粉碎机械进行粉碎。
2、一种如权利要求1所述的方法制造的堇青石粉体。
3、根据权利要求2所述的堇青石粉体，其特征在于，采用的原料配方如下：绿泥石：35～45％；高岭土：55～65％。
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