石英坩埚成型方法及其烧结性能的研究文献综述

 2021-10-08 06:10

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文 献 综 述

1引言

石英陶瓷是指以石英玻璃或熔融石英为原料,经破碎、成型、烧成等一系列陶瓷的制作工艺制备的制品[1]。又称为熔融石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃烧结制品。

石英玻璃由于具有热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点,得到了广泛的应用。但是,由于石英玻璃粘度大,其挥发性也随着温度的升高而增加,难以用通常生产硅酸盐玻璃制品的工艺来生产大型的、形状复杂的石英玻璃制品。另外,由于价格昂贵,使石英玻璃制品的使用受到了限制。为了降低生产成本,拓宽使用领域,人们开始研制石英陶瓷。在1963年前后,美国首先实现了石英陶瓷工业化生产。我国于1972年开始进行石英陶瓷的研制,并于在青岛耐火材料厂投入生产。

熔融石英陶瓷可用于制作大型的和形状复杂的制品,其成本要远低于透明石英玻璃制品。熔融石英陶瓷不但具备了石英玻璃的优良特性,如热膨胀系数小,优良的热稳定性、电性能、核性能以及耐化学侵蚀性等,而且还具有一些石英玻璃制品所不具备的性质,如石英玻璃制品在使用时发生失透,即损坏报废,而熔融石英陶瓷制品即使发生析晶也仍可使用。此外,由于熔融石英陶瓷导热性差,因此可应用到宇宙飞船、火箭、导弹、原子能、电子、冶金、建材、化工等领域，是一种很有前途的材料[2]。

石英陶瓷有一系列可贵的性质。例如, 由于热膨胀系数非常的低(与石英玻璃一样)而有极好的热稳定性，受热时不仅尺寸稳定, 而且强度不会下降。耐高温熔体,特别是酸性熔体的侵蚀，良好的电绝缘性和介电性能等。同时，石英陶瓷在注浆成型、干燥和烧成中的收缩很小，总的线收缩一般不会超过5%，采用简单的注浆方法就能做出尺寸准确的形状复杂的各种制品。因而，石英陶瓷在国外已广泛地用作耐火材料和中等温度下的能抗拒温度激烈变化的结构材料。

2.石英陶瓷的制备

2.1 成型方法

2.1.1泥浆浇注成型

在多孔的模具中（多为石膏），注入泥浆料，使之渗透在模具中，形成模具内的形状，通过渗透性良好的模具内的毛细孔是泥浆料中的水分排出，浆料固化成型。改成型方法第一步是泥浆料制备。水分、固相含量、pH值、分散剂、颗粒度和球磨时间决定泥浆料的性能[1]。注浆过程采用振动压力注浆工艺。在注浆同时，通过振动装置使泥浆料流动性和悬浮性得到进一步提高，且能浇注出更均匀混合的坯模。对陶瓷成品的均一性有很大提高[4]。

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