CN1294100A - 电子工业用氧化锆窑具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种电子工业用氧化锆窑具及制造方法,是以电熔氧化锆原料为基,加入氧化钙、氧化钇为稳定剂,经电弧炉煅烧,然后经球磨、振磨、干压或注浆成型,干燥后在1550℃－1650℃烧成为本发明产品,以所加的稳定剂不同有两种组成不同产品,用氧化钙为稳定剂时,ZrO290—95%,CaO3.5—4.5%;以氧化钇为稳定剂时,窑具的化学组成为ZrO288—93%,Y2O36—10%,此外,两种产品中各有TiO20.1—0.4%,Al2O30.4-1.2%,SiO20.4-1.2%,Fe2O3<0.2%。

Description

电子工业用氧化锆窑具及其制造方法
本发明涉及一种氧化锆窑具及其制造方法，更具体地说，本发明是关于氧化锆窑具的两种化学组成及制造方法的技术，属于特殊陶瓷技术领域。
电子工业用氧化锆高级窑具主要应用于电子陶瓷类的片式陶瓷电容器、圆片电容器、中高压陶瓷电容器以及磁性材料类的Mn-Zn系和Ni-Zn系软磁材料等领域，并作为以上这些材料在烧成过程中的垫板。
用于电子陶瓷类的片式陶瓷电容器、圆片电容器、中高压陶瓷电容器以及磁性材料的Mn-Zn系和Ni-Zn系软磁材料烧成的垫板的传统制造工艺有以下几种：
1、采用氧化锆粉料作为隔离粉撒在所烧材料的周围；
2、采用不经氧化钙或氧化钇稳定的电熔氧化锆作为原料，经球磨粉碎、配料、加入粘合剂，干压成型，在空气中于1600℃烧成，制得氧化锆窑具。
上述制造方法的缺点是：
1、采用氧化锆粉料作为隔离粉不易撒匀，并由于粉料有一定的粒度，容易对所烧材料造成划伤，进而影响所烧产品的质量。
2、采用不经氧化钙或氧化钇稳定的电熔氧化锆作为原料制成的氧化锆窑具，由于氧化锆本身固有的特性，在使用过程中会伴有7％左右的体积变化，密度和气孔率不能得到有效的控制，长期使用极易粉化、开裂，使用寿命小于30天，可靠性较差，给使用者带来很多不便。
本发明的目的是提供一种氧化锆窑具的组成和制造方法。该方法所制得的氧化锆窑具采用氧化钙和氧化钇稳定的电容氧化锆为原料，不但密度和气孔率可以得到有效的控制，而且采用机械化生产，生产效率大大提高，有利于规模化生产。
本发明的氧化锆窑具的组成因所加的稳定剂不同，而有两种不同的化学组成。
1、以氧化钙为稳定剂时，窑具的化学组成为ZrO290-95％，TiO20．1-0．4％，Al2O30．4-1．2％，SiO20．4-1．2％，CaO3．5-4．5％，Fe2O3＜0．2％；
2、以氧化钇为稳定剂时，窑具的化学组成为ZrO288-93％，TiO20．1-0．4％，Al2O30．4-1．2％，SiO20．4-1．2％，Y2O36-10％，Fe2O3＜0．2％。
本发明的氧化锆窑具的制造方法：
1、是以氧化锆为主料，ZrO2含量94-98％，如TiO2，AL2O3，SiO2，Fe2O3，及其它少量无害物质及挥发物总量为2-6％。
用氧化钙或氧化钇为稳定剂，在电弧中电熔，用空压机吹出φ2-10mm的空心球，将空心球进行球磨，振磨制成粉料，粉料细度为平均颗粒度≤O．2mm，此料中ZrO2的立方相为70-90％；粉料中加入适量粘合剂，制成半干性混合物，经造粒后干压成型，将干压成型的坯体置于80-120℃烘房中烘干；将烘干坯体以每叠16-36片叠合整齐，平放在承烧板上，在1550℃-1650℃下烧结，保温0．5-2．5小时。上述的承烧板由刚玉-莫来石制成，其刚玉含量不低于75％。
对于电容氧化锆原料的选用，应能满足上述两种窑具成分的要求。
以下结合实施例对本发明作进一步的描述。
表1-3给出本发明的二组实施例共6个试样组成。
第一组实施例(试样1-3)具有良好的耐高温耐化学侵蚀耐玻璃侵蚀的特性；第二组实施例(试样4-6)具有极好的耐高温耐化学侵蚀的特性。
表1
试样     主要成分(重量％)
编号1  ZrO292.9 TiO20.3     CaO4.4     SiO20.8     Al2O31.2  Fe2O30.2  OTHER0.2
    23  93.694.4  0.30.2     4.13.8     0.80.6     0.80.6     0.20.2     0.20.2
表2
试样编号     主要成分(重量％)
ZrO2 TiO2  Y2O6  SiO2  Al2O3  Fe2O3  OTHER
    123  90.791.492.2  0.20.20.2     8.07.26.3     0.50.50.5     0.40.50.6     0.10.10.1     0.10.10.1
上述制品的主要原料采用电熔法制造。按上述配方将平均颗粒约0．2毫米的粉末在尼龙罐中用蒸馏水混合，加入粘合剂，然后搅拌10分钟，制成半干状混合物，干压成型，厚度为5-10毫米，放入烘箱进行干燥，干燥温度为80-120℃；将上述圆片坯体每叠16-36片叠合整齐，平放于承烧板上，试样1-3在1600℃下烧结，保温1小时；试样4-6在1580℃下烧结，保温0．5-2．5小时。
上述各试样的性能在表3中示出。
表3
试样编号 密度(g/cm3) 气孔率(％)
 123456     3.64.04.44.14.04.1     252219282625
本发明与现有技术相比，有如下优点：
1、氧化锆窑具采用氧化钙或氧化钇稳定的电熔氧化锆，材料性能稳定，可靠性优异。
2、氧化锆窑具可以制成密度、气孔率在一定范围的产品，密度和气孔率可以有效地加以控制，有利于不同电子陶瓷的使用要求。
3、氧化锆窑具的稳定性良好，并且其耐高温耐化学侵蚀耐玻璃侵蚀的性能优异，从而能保证不污染电子陶瓷产品，显著提高电子陶瓷产品的成品率和合格率。
4、氧化锆窑具在使用寿命结束时，可以回收并经再加工成新的产品，重新利用，避免了环境污染。

Claims (4)

1、一种电子工业用氧化锆窑具，其特征在于所述产品以氧化钙为稳定剂时，窑具的化学组成为ZrO290-95％，TiO20．1-0．4％，Al2O30．4-1．2％，SiO20．4-1．2％，CaO3．5-4．5％，Fe2O3＜0．2％。
2、一种电子工业用氧化锆窑具，其特征在于所述产品以氧化钇为稳定剂时，窑具的化学组成为ZrO288-93％，TiO20．1-0．4％，Al2O30．4-1．2％，SiO20．4-1．2％，Y2O26-l0％，Fe2O3＜0．2％。
3、一种电子工业用氧化锆窑具的制造方法，其特征在于：
1．1是以氧化锆为主料，ZrO2含量94-98％，还有TiO2，Al2O3，SiO2，
Fe2O33，及其它少量无害物质及挥发物总量为2-6％；
1．2上述电熔氧化锆原料用氧化钙或氧化钇为稳定剂，在电弧中电熔，用空压机吹出φ2-10mm的空心球；
1．3将上述空心球进行球磨，振磨制成粉料，粉料细度为平均颗粒度≤0．2mm,ZrO2的立方相为70-90％；
1．4将粉料中加入适量粘合剂，制成半干性混合物，经造粒后干压成型，将干压成型的坯体置于80-120℃烘房中烘干；
1．5将上述烘干坯体以每叠16-36片叠合整齐，平放在承烧板上，在1550℃-1650℃下烧结，保温0．5-2．5小时。
4、根据权利要求3所述的电子工业用氧化锆窑具的制造方法，其特征在于：所述的承烧板由刚玉-莫来石制成，其刚玉含量不低于75％。
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