用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚的制作方法
专利名称：用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚的制作方法
技术领域：
本发明属于先进陶瓷的技术领域；特别涉及一种用于微波加热熔化金属 的氧化锆陶瓷坩埚。
背景技术：
炼钢、冶金、铸造等行业化验、检测等常需将金属熔化，传统的做法是 将金属或含金属组分的样块放在陶瓷坩埚中，使用高温电炉等传统加热方式 将其熔化，这类方法的缺点是周期长、能耗高，近年来发展的微波加热金属 技术，可有效降低熔化周期、缩短熔化时间，但由于加热速度快，传统陶瓷 坩埚耐热冲击性能不能满足要求，为提高陶瓷坩埚到的耐热冲击性能，需增 加坩埚的气孔率，这却会导致坩埚与金属液粘连的问题。发明内容为克服上述技术背景中的不足，本发明提出一种新的陶瓷坩埚材料及其 制备方法，兼备耐热、隔热、抗热冲击、不粘连金属液又具有微波吸收功能。本发明涉及的坩埚采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒 级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型成坩埚形状，经 1600-170(TC高温烧成。上述稳定氧化锆粉体的稳定剂可以是含氧化忆、氧化铈、氧化镁或氧化 钙稳定剂的一种或一种以上，稳定剂含量在8-20mol%。上述一定颗粒级配的情形为ljam以下粒度氧化锆与20-60jitn粒度氧 化锆的重量比为7: 3到9: 1。上述磷酸镧组分的粒度为0. 5-2 nm。上述氧化锆与磷酸镧的重量比为7: 3到9: 1。在上述注浆成型过程中，浆料中需添加o.l-o.5wty。分散剂，分散剂种类可以是羧甲基纤维素、聚丙烯酰铵、聚乙二醇、木质素一种或一种以上混合在上述注浆成型过程中，注浆成型料浆水含量在20-40wt°/。。在上述注浆成型过程中，注浆成型模具釆用石膏模具，膏水重量比例采用100: 60-80。本发明提出的用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚与其它陶瓷坩埚的积极 效果在于氧化锆自身锆氧键强，不粘连高温金属液；耐高温，导热系数低，可保 证其高温隔热保温作用；采用不同粒度级配保证一定抗热冲击性能；加入磷 酸镧组分，由于磷酸镧具有微观层片状结构，可保证整体在高致密度情况下 的保持高的抗热冲击性能，有效防止高温金属液沿气孔对坩埚的浸入；同时 氧化锆低温具有一定吸收微波能的能力，并随温度升高微波吸收能力提高； 由此本发明用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚兼备耐热、隔热、抗热冲击、 不粘连金属液又具有微波吸收的多重功能。
具体实施方式
最大颗粒小于lnm、平均粒度0. 6nm的氧化锆6. 4公斤，20-60 ym、 平均粒度46ym的氧化锆1.6公斤，平均粒度为1jLim磷酸镧2公斤，羧甲基 纤维素200克，水3公斤，进行球磨混合4小时，注入膏水重量比例100:70 的石膏模具中，模具直径为100亳米，高度150毫米；吸浆8亳米后将余浆 导出，待坯体干燥后从模具中取出，在高温炉中160(TC烧成4小时，随炉冷 却后获得陶瓷坩埚。该坩埚可在微波加热条件下直接进行钢、铁、铝、铜等 金属的熔化，熔化过程不炸裂、与环境隔热效果好，且不粘连高温金属。
权利要求
1、一种用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于，采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型，经1600-1700℃高温烧成。
2、 根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 所采用氧化锆liam以下与20-60 pm粒度的重量比为7: 3至U 9: 1。
3、 根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 磷酸镧组分的粒度为0. 5-2jam。
4 、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 注浆成型浆料中添加0. 1-0. 5w"/。分散剂。
5、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 分散剂种类是羧甲基纤维素、聚丙烯酰铵、聚乙二醇、木质素一种或一种以 上混合物。
6、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 注浆成型料浆水含量在20-40wt%。
全文摘要
一种用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，属于先进陶瓷技术领域。该坩埚采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型成坩埚形状，经1600-1700℃高温烧成。所制备坩埚兼备耐热、隔热、抗热冲击、不粘连高温金属液又具有微波吸收功能。
文档编号C04B35/482GK101261077SQ20071015102
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者刘家臣, 蔚 吴, 杜海燕, 汪彩芬, 翟羽佳 申请人:天津大学
技术领域：
本发明属于先进陶瓷的技术领域；特别涉及一种用于微波加热熔化金属 的氧化锆陶瓷坩埚。
背景技术：
炼钢、冶金、铸造等行业化验、检测等常需将金属熔化，传统的做法是 将金属或含金属组分的样块放在陶瓷坩埚中，使用高温电炉等传统加热方式 将其熔化，这类方法的缺点是周期长、能耗高，近年来发展的微波加热金属 技术，可有效降低熔化周期、缩短熔化时间，但由于加热速度快，传统陶瓷 坩埚耐热冲击性能不能满足要求，为提高陶瓷坩埚到的耐热冲击性能，需增 加坩埚的气孔率，这却会导致坩埚与金属液粘连的问题。发明内容为克服上述技术背景中的不足，本发明提出一种新的陶瓷坩埚材料及其 制备方法，兼备耐热、隔热、抗热冲击、不粘连金属液又具有微波吸收功能。本发明涉及的坩埚采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒 级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型成坩埚形状，经 1600-170(TC高温烧成。上述稳定氧化锆粉体的稳定剂可以是含氧化忆、氧化铈、氧化镁或氧化 钙稳定剂的一种或一种以上，稳定剂含量在8-20mol%。上述一定颗粒级配的情形为ljam以下粒度氧化锆与20-60jitn粒度氧 化锆的重量比为7: 3到9: 1。上述磷酸镧组分的粒度为0. 5-2 nm。上述氧化锆与磷酸镧的重量比为7: 3到9: 1。在上述注浆成型过程中，浆料中需添加o.l-o.5wty。分散剂，分散剂种类可以是羧甲基纤维素、聚丙烯酰铵、聚乙二醇、木质素一种或一种以上混合在上述注浆成型过程中，注浆成型料浆水含量在20-40wt°/。。在上述注浆成型过程中，注浆成型模具釆用石膏模具，膏水重量比例采用100: 60-80。本发明提出的用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚与其它陶瓷坩埚的积极 效果在于氧化锆自身锆氧键强，不粘连高温金属液；耐高温，导热系数低，可保 证其高温隔热保温作用；采用不同粒度级配保证一定抗热冲击性能；加入磷 酸镧组分，由于磷酸镧具有微观层片状结构，可保证整体在高致密度情况下 的保持高的抗热冲击性能，有效防止高温金属液沿气孔对坩埚的浸入；同时 氧化锆低温具有一定吸收微波能的能力，并随温度升高微波吸收能力提高； 由此本发明用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚兼备耐热、隔热、抗热冲击、 不粘连金属液又具有微波吸收的多重功能。
具体实施方式
最大颗粒小于lnm、平均粒度0. 6nm的氧化锆6. 4公斤，20-60 ym、 平均粒度46ym的氧化锆1.6公斤，平均粒度为1jLim磷酸镧2公斤，羧甲基 纤维素200克，水3公斤，进行球磨混合4小时，注入膏水重量比例100:70 的石膏模具中，模具直径为100亳米，高度150毫米；吸浆8亳米后将余浆 导出，待坯体干燥后从模具中取出，在高温炉中160(TC烧成4小时，随炉冷 却后获得陶瓷坩埚。该坩埚可在微波加热条件下直接进行钢、铁、铝、铜等 金属的熔化，熔化过程不炸裂、与环境隔热效果好，且不粘连高温金属。
权利要求
1、一种用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于，采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型，经1600-1700℃高温烧成。
2、 根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 所采用氧化锆liam以下与20-60 pm粒度的重量比为7: 3至U 9: 1。
3、 根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 磷酸镧组分的粒度为0. 5-2jam。
4 、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 注浆成型浆料中添加0. 1-0. 5w"/。分散剂。
5、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 分散剂种类是羧甲基纤维素、聚丙烯酰铵、聚乙二醇、木质素一种或一种以 上混合物。
6、根据权利要求1所述用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，其特征在于， 注浆成型料浆水含量在20-40wt%。
全文摘要
一种用于微波加热熔化金属的陶瓷坩埚，属于先进陶瓷技术领域。该坩埚采用亚微米和微米级稳定氧化锆粉体，形成一定颗粒级配，并添加磷酸镧组分，然后球磨混合制浆、注浆成型成坩埚形状，经1600-1700℃高温烧成。所制备坩埚兼备耐热、隔热、抗热冲击、不粘连高温金属液又具有微波吸收功能。
文档编号C04B35/482GK101261077SQ20071015102
公开日2008年9月10日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者刘家臣, 蔚 吴, 杜海燕, 汪彩芬, 翟羽佳 申请人:天津大学
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