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陶瓷酒瓶厂 www.xingye-ceramics.com惰性高铝瓷球配方和生产工艺1、原料与配方所用原料及化学组成如下:设定各原料范围用量,用正交法做配方试验,结果 A2 配方较好。配方 属 BaOCaOMgOAl2O3SiO2 多元系统的高铝瓷料方并加入少量 TiO2 作矿 化剂,其特点是:已煅烧铝粉用量70,膨润土用量2.8;坯料化学 组成中 Al2O3 量80,SiO213.5(BaO+CaO+CaF2+MgO+TiO2+R2O 等)约为 57,与一般 80 高铝瓷相比,料方中 Al2O3 和 RO+TiO2 量略为偏高,而 SiO2 量略为偏低。2、生产工艺在既定配方的条件下,一定要有合理的生产工艺相结合,才能最终生 产出高性能的产品。其生产工艺和质量控制因了指标和下:配料球磨过筛压滤真空练泥陈腐挤制成条可塑成球 烘干装匣烧成干法配料:采取一次性投料。首先将莹石、方解石粗碎至粒径3mm 然后进磨,外加 0.03的木质碳酸钙为助磨剂。球磨时间为 6872 小时,料:球:水为 1:2:0.6,细度控制指标为万 孔筛余率0.03(5 以下颗粒占 90以上)。可塑法成型,放尺率为 1.248,成型水分 1820。在 20m3 倒焰圆窑中烧成,适当稀码装匣,快速升温,见红后放慢升 温速度,烧成温度 SK16 锥,保温 2 小时,烧成时间约 28 小时,止火后打开 1/4 窑门自然冷却。二、产品性能检测目前国内尚无此类产品的性能检测标准,我们从使用角度出发,对试 样和产品进行应用性能方面的抽检测试:抗压强度:以 SY-30 液压压力试验机测定 10 个试样 (17.617.5mm),数值为 702Mpa。按用户验收条件:以 10钢丝钳夹压直 径为 10mm 的瓷球,用力钳不裂为合格,抽测产品无一夹裂为合格产品。抗冲击强度:以化工部兰州非金属材料及设备监测中心的抗冲击仪 及提出的方法测试的,数值为 5.13kgfcm/cm3。为考查产品实际使用效果,将 瓷球从六层楼顶(约 26m 高)用力向下掷至地面钢板,瓷球无损为准。陶瓷酒瓶厂 www.xingye-ceramics.com抗热震性:直径为 10mm 的瓷球,在 85019(水)淬冷不裂。吸水率、湿气孔率、体积密度按化工部化工机械研究院、化工部非 金属材料及设备监测中心制定的方法测定,结果为 0.19、0.63、3.29g/cm3。化学稳定性:耐酸度与耐碱度均按化工部化工机械研究院、化工部 非金属材料及设备监测中心提出的方法进行检测。抗氢氟酸浸蚀的测定方法如 下:将洗净烘干的瓷粒(1.50.5mm)10g(准确称至 0.0001g),置于塑料 杯中,注入 0.2的氢氟酸约 250ml,静置 24 小时,然后洗涤、烘干、称量。 结果如下:(室温 201)三、讨论1、组成对产品性能和生产工艺的影响在高铝瓷中,Al2O3 组分是刚玉晶相形成之源,Al2O3 含量愈高,瓷体 抗应力和抗腐蚀破坏等性能愈强,但相应地提高了烧成温度,致使工艺条件和 经济性均带来一些不利因素。故本产品以化工厂家提出的 Al2O3 量要求为基础, 设法提高材质性能和使生产的技术经济性好。泥料中的 Al2O3 组分主要来源于 煅烧铝粉,考虑泥料的成型性能和烧结性能等因素,在泥料中应加入部分粘土, 主要作用是:改善泥料的可塑性。以这种形式带入的 Al2O3 易溶于熔体中 而促进烧结,并形成铝硅酸盐玻璃。易与残余 SiO 反应形成莫来石,结果提 高了抗氢氟酸的浸蚀性,也有助于降低烧成温度。瓷料中 TiO、CaF2、BaO 等组分与 SiO2 一起,在适当高温下对 Al2O3 有很强溶解力,可形成一定数量的铝硅酸盐熔体(玻璃),从而促进烧结,且 玻璃网络结构得以增强(网络断键少)。试验表明,高铝瓷料中适当增加 CaO、BaO 等可降低烧成温度,但化学稳定性略有下降。SiO2 在烧成时能与 Al2O3、CaO、BaO 等形式低熔点共熔物,这些液相 的生成,其作用是:有效地促进传质,利于烧结。产生二次结晶作用而减 少刚玉晶粒的表面缺陷,液相也可抑制晶粒异常长大。依靠对固相的滋润力 和表面张力拉紧固体粒子,并填充气孔,使制品受蚀表面积减小。为此提高了 材质抗蚀性等使用性能,降低了烧成温度。在 Al2O3 量一定时,如果过分提高 SiO2 的含量,虽然莫来石量会增加,但胶结晶粒玻璃相少,同时烧成温度提高, 烧结程度不好(气孔率增至 2),抗蚀性亦下降。因此,SiO 需保持一定的用 量范围,即可保证有适量液相,又可形成铝硅酸盐玻璃。TiO2 的主要作用是:与 Al2O3 固熔,活化晶粒,促进烧结。增加 Al2O3 晶格缺陷,使 CaO-BaO-Al2O3-SiO2 系统易熔。TiO2 的加入量一般在 0.5%0.9%。陶瓷酒瓶厂 www.xingye-ceramics.comMgO 的作用在于:由于可在刚玉晶体表面形成镁铝尖晶石而抑制 Al2O3 晶体长大,提高瓷体致密度,还可促进残余 SiO2 与 Al2O3 反应形成莫来石。但 其助熔作用不好,MgO 含量的变化对瓷体抗蚀性、烧成温度等影响并不大。通过试验还发现,要保证产品性能和生产的可行性与经济性,应注意 成分变化的相互制约性:Al2O3 含量高,则 TiO2 量须提高;SiO 含量提高, CaO+BaO 等含量须提高。总之,在系统试验的基础上,确定出的配方,可保证产品有足够的刚 玉晶相和适量的玻璃相,还使玻璃抗氢氟酸性得以增强,因而产品使用性能好。 且按以上配方,成型性能好,烧成时存在足量液相,又有少量 TiO2 活化晶格, 共同作用,促进传质,使得可在 SK17 以下温度烧成产品。
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