熔融石英陶瓷的配方
浮法玻璃窑炉用熔融石英陶瓷制品的注凝成型研究
２ ３ 坯 体 的 制作 ．
２ 研 制 工 艺
２ １ 原料 及 试 剂 ．
当料浆 加入 引发剂 并 除气 后 ， 注入 模 具 内 ， 放
入加热室 中固化 ， 固化温 度为 ６ ０～８ ￣ 固化 时 ０ Ｃ， 间为 ０ ５ ｈ 然后 对坯体进行 干燥和烧 结。整 ． ～ｌ ， 个 工艺 流 程如 下 ：
注凝成型是 ９ ｏ年代初美 国橡树岭 国家实验
室的 Ｍａ Ａ Ｊｎｅ 授 等 人 发 明一 种 新 的 陶 瓷 ｘ ．ａｎｙ教 ｋ
式 中 ：＿ 细 颗 粒 填 充 于 粗 颗 粒 构 成 的 空 隙 中 所 ｘ
占的体 积分 数 ：
小 粒径 与最 大 粒 径之 比；
部件胶态成型技术。其思路是将传统的注浆成型 工艺与有机化学理论 相结合 ， 通过制备 出低粘 度
维普资讯
浮 法 玻 璃 窑 炉 用 熔 融 石 英 陶 瓷 制 品 的 注 凝 成 型 研 究
王永刚 崔文亮 袁 向东 李安明 张翼 吕峰 高冬 云
（ 山东 中博先进 材料股份 有限公司 ， 淄博 ２５ ３ ） ５ｏ ｘ
摘 要
介绍了熔融石英陶瓷的注凝成型工艺， 并通过注凝成型工艺制作 出了大规格异型的浮
（ Ｂ Ｍ） 引发剂 为过硫酸 胺 （ Ｈ） ２８ 交联剂 ＭＡ ， Ｎ ２ ｏ， ｓ
和 引 发剂 采 用化 学纯 。原料 采 用江 苏 东海 产熔 融 石英 ， 一种高纯度、 定形态的二氧化硅 ， 是 无 由高 纯 度 的石 英砂 高 温熔 炼 而成 ， 化 学组 成见 表 １ 其 。
表 １ 熔融石英 的化 学组成
长窑炉使用寿命具有非 常重要 的意 义 ， 已在 国外 先进 的浮法玻璃窑炉上得到 了普遍应 用。采用传 统 的注浆成型工艺不容易制作大规格异型制 品 ， 且存在结构不均匀等问题 。本研究采用 国际上先 进的注凝成型工艺有效地解决 了其成型的关键技 术 ， 功 制作 出 了 大 规 格 异 型 的熔 融 石 英 陶 瓷 闸 成
等静压成型熔融石英陶瓷的研究
第26卷第2期 硅 酸 盐 通 报 Vol.26 No.2 2007年4月 BULLETI N OF T HE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY Ap ril,2007 等静压成型熔融石英陶瓷的研究郝洪顺1,崔文亮2,3,宋 涛2,王树海2,张联盟3,董 峰2,杨显锋2,崔唐茵2,李海滨2(1.山东理工大学材料学院,淄博 255049;2.山东工业陶瓷研究设计院,淄博 255031;3.武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉 430070)摘要:介绍了等静压成型熔融石英陶瓷的技术,研究了水分含量、粒径分布、粘合剂的加入量及烧成温度对制品的成型性能、体积密度、弯曲强度和显气孔率等性能的影响。
结果表明:当水分含量在0.3%～1.0%(质量分数)之间,粒径分布为双峰分布,P VA加入量为1.5%,最高烧成温度为1250℃时,能成功制备出性能优异的熔融石英陶瓷天线罩。
关键词:熔融石英;石英陶瓷;等静压成型;成型方法The Fabr i ca ti on of Fused S ili ca Ceram i cs by Isost a ti c Pressi n gHAO Hong2shun1,CU I W en2liang2,3,SON G Tao2,WAN G Shu2hai2,ZHAN G L ian2m eng3,DON G Feng2,YAN G X ian2feng2,CU I Tang2yin2,L I Hai2bin2(1.Dep t.of Materials Science and Engineering,Shandong University of Technol ogy,Zibo255049,China;2.Shandong R.&D.I nstitute of I ndustrial Cera m ics,Zibo255031,China;3.State Key Lab.of Advanced Technol ogy f orMaterials Synthesis Pr ocesing,W uhan University of Technol ogy,W uhan430070,China)Abstract:The manufacture of fused silica cera m ics by is ostatic p ressing was intr oduced.The relati onshi p was intr oduced bet w een water content、particle size distributi on、additi on of bonding2agent、sinteringte mperature and for m ing perf or mance、density、flexural strength、por osity etc.The results show that when water content is0.3%～1.0%,particle size distributi on has t w o summ its,P VA additi on is1.5%,sinteringte mperature is1250℃,fused silica cera m ic radome with excellent perfor mance can be p r oduced.Key words:fused silica;silica cera m ics;cold is ostatic p ressing;f or m ing method 熔融石英陶瓷具有热震稳定性优异、热膨胀系数小、导热率低、耐玻璃及金属液侵蚀等特点,因此在玻璃、冶金、有色金属等行业被广泛应用,如玻璃窑炉供料机用冲头、料碗、匀料筒、供料道等,玻璃熔化用坩埚、浮法玻璃窑用闸板砖,冶金用水口、塞棒、金属带材热处理辊底炉用辊套、低压铸铝机用升液管、航天用导弹整流罩等等。
熔融石英坩埚的介绍
坩埚的介绍
④石英陶瓷的导热率很低，在1100℃以下几乎不变。
⑤石英陶瓷的抗弯强度随温度的升高而增加，这一点与其他陶 瓷不同，主要是由于石英陶瓷随着温度的升高其塑性增加脆性 减小的缘故。从室温到600℃。抗弯强度随温度的升高而增加 几乎呈线性。从室温到1100℃，刚玉陶瓷的抗弯强度降低67％， 而石英陶瓷反而增加33％I 21。 ⑥石英陶瓷坯体在干燥及烧成时收缩很小，一般小于5％，因 此，石英陶瓷易于制作大件制品。
双面注浆成型工艺介绍 石英砂 熔融 煅烧 水碎（煅烧后）
烧结
烘干
浇注成型
混合
烘干
成型
包装
技术研发部
石英坩埚的生产工艺及其特点
技术研发部
坩埚的检验
双面注浆成型的检测方法：
坩埚的检验要求
材料品质稳定，内部无缺陷 尺寸稳定 热力学与化学上的可靠性 可预见的晶型转变与铸锭工艺相符合 材料可以经历一个热循环过程 可预见的热传导性
石英坩埚的现状和趋势
技术研发部
石英坩埚的现状和趋势
坩埚的尺寸变化
• 从G4，G5，一直到G6,坩埚壁厚保持不变 • 坩埚体积增大，容纳的硅锭体积增大，少 子寿命<2微秒的红色区域基本不变，从而 硅锭有效利用率增加，而单位公斤的硅锭 能耗显著降低
技术研发部
石英坩埚的现状和趋势
坩埚的尺寸变化
250Kg 65%利用率 160Kg
铸锭工艺
讲解人: 讲解人:李刚 日期： 日期：2011.9.7
坩埚的介绍
石英陶瓷又称熔融石 英陶瓷 、石英玻璃陶 瓷 、石英玻璃烧结制 品 、熔融石英烧结制 品(
fused silica
或fused
silica ceramic) ,是采用
熔融石英系耐火材料
一
二 三
熔融石英材料简介
熔融石英陶瓷制备 熔融石英陶瓷损毁机理
四
熔融石英材料发展趋势
一、熔融石英材料简介
拣选 石英石 石英块 高温熔制 粗破碎 小块石英 筛分 磁选 纯净石英块1 整形 酸洗 纯净石英块2 烘干细磨
熔融石英块
1700-2500℃
石英粉
细石英粉
粗石英粉
特性：几近零的热膨胀率、优秀的热稳 定性、纯度高（SiO2含量高，铁、钾、钠、 钛等含量低）、化学性质稳定、专用机械控 制生产、粒度分布稳定。 主要用途：环氧树脂浇注、电子密封料、 铸造材料、耐火、陶瓷和玻璃行业原料、涂 料、油漆行业原料等。本文主要介绍熔融石 英在陶瓷行业的应用。
电磁材料 玻璃行业 熔融石英
电工行业
光伏行业
航空航天
二、熔融石英陶瓷制备
2.1石英陶瓷的制备工艺流程
二、熔融石英陶瓷制备
2.2 烧成制度
低温阶段：＜600℃ 充分排除陶瓷坯体 制备过程中自由水分。
排塑阶段：一般该阶段不超过600℃并保温。
烧结阶段：600℃-1250℃此阶段为避免析晶，应快烧快冷 。 石英陶瓷的烧结开始于900℃，在1000-1250℃之间有最大的烧成收缩。 而为避免析晶过多，烧结温度一般低于1250℃。 保温阶段：1250℃下保温，提高致密度降低气孔率。
一、熔融石英材料简介
熔融石英与石英玻璃的参数对比
熔融石英与石英玻璃的性能对比
两者优点：热膨胀系数小，介电常数 小和化学稳定性好等特点。
（1）低的热导率; （2）石英陶瓷即使发生结晶 化也仍பைடு நூலகம்使用,而石英玻璃使用 时发生失透即报废损坏; （3）易于成型复杂形状及大 件制品等
熔融石英 材料参数
熔融石英材料参数熔融石英是一种重要的工业材料，具有广泛的应用领域。
下面将从材料参数的角度介绍熔融石英的特性和应用。
一、化学成分熔融石英的化学成分主要是SiO2，其含量通常高达99.9%以上。
这使得熔融石英具有优良的化学稳定性和耐高温性能。
此外，熔融石英还含有微量的杂质，如Al2O3、Fe2O3等，这些杂质会对石英的物理性能产生一定的影响。
二、物理性能1. 密度：熔融石英的密度约为2.2g/cm³，较低的密度使得熔融石英成为一种轻质材料，方便加工和使用。
2. 熔点：熔融石英的熔点约为1730℃，具有优异的耐高温性能。
在高温环境下，熔融石英可以保持其物理和化学性质的稳定性。
3. 折射率：熔融石英的折射率较高，约为1.46。
这使得熔融石英在光学领域有广泛的应用，如光纤通信、光学仪器等。
4. 热膨胀系数：熔融石英的热膨胀系数较小，具有良好的热稳定性。
这使得熔融石英在高温环境下不易发生热应力和热裂纹。
三、应用领域1. 光学领域：熔融石英的高折射率和低散射率使其成为制造光学镜片、光学棱镜和光学窗口的理想材料。
此外，熔融石英还广泛应用于光纤通信、激光器和光学仪器等领域。
2. 电子领域：熔融石英具有优异的电绝缘性能和低介电损耗，可用于制造半导体材料、集成电路基板和电子器件。
3. 化学领域：熔融石英具有优良的化学稳定性，能够耐受酸、碱等强腐蚀介质的侵蚀。
因此，熔融石英被广泛应用于化学反应器、石油化工设备和半导体制造等领域。
4. 机械领域：熔融石英具有高硬度和优异的耐磨性，可用于制造高精度的机械零件和磨料工具。
5. 医疗领域：熔融石英在医疗器械中的应用越来越广泛，如石英玻璃针、石英玻璃管等。
其优良的化学稳定性和高温耐受性使其成为一种理想的医疗材料。
熔融石英作为一种重要的工业材料，具有优良的化学稳定性、耐高温性能和优异的物理性能。
其广泛的应用领域涵盖光学、电子、化学、机械和医疗等各个领域。
随着科技的不断发展，熔融石英在各个领域的应用前景将会更加广阔。
熔融石英陶瓷的制备及其增强性的研究（可编辑）
熔融石英陶瓷的制备及其增强性的研究桂林理工大学硕士学位论文熔融石英陶瓷的制备及其增强性研究姓名:刘恒波申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:蒋述兴20090401桂林理工大学硕士学位论文摘要熔融石英陶瓷是一种以熔融石英或石英玻璃边角料为原料经特殊生产工艺再经高温烧结而成的特种耐火陶瓷材料,又称为石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃烧结制品。
熔融石英陶瓷不仅具备了石英玻璃的许多优良性质,如热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、核性能好、耐化学侵蚀性好等特点,干燥及烧成收缩小,易于成型复杂形状及大件制品等。
目前熔融石英陶瓷材料广泛应用于太阳能电池用多晶硅铸锭冶炼坩埚、玻璃窑炉匝板砖、导弹天线罩,电子类产品等高科技行业。
但熔融石英陶瓷也存在着一些致命问题,如力学强度较低、结晶化、成型困难等问题。
因此本文重点解决此类问题。
由于熔融石英属脊性粉料,塑性极低,而采用先进的初凝成型技术,可以有效地解决熔融石英陶瓷成型困难问题。
论文在前人研究的基础上,制备的熔融石英浆料体系中加入有机单丙烯酰胺%、引发剂过硫酸铵.%、固相含量%,且浆料中调节在之间。
成型后的生坯密度达./,强度达。
于℃~℃烧结,保温时间.~。
研究结果表明:利用注凝成型技术能够制备高强度、高密度、高耐酸性、高抗热震性的熔融石英陶瓷材料。
此外还分别加入、、这三种不同添加剂,以研究对熔融石英陶瓷的增%、 %强作用,并初步探讨了增强机理。
结果表明:当加入量分别为%、时,其增强效果为最佳,借助于、和力学性能测试等手段,发现其增强机理应该是第二相杂质与基体反应形成液相补强和颗粒弥散两种机制。
本文研究了影响生坯、和熟坯性能的因素;通过比较其体积密度、抗弯强度、耐酸腐蚀性和抗热震性能,以及和分析,初步探讨了影响熔融石英陶瓷析晶的因素和析晶过程。
关键词:熔融石英陶瓷;注凝成型;析晶;增强剂;耐酸腐蚀;抗热震性桂林理工大学硕士学位论文.,, . ,,, ,,., ,. ,, ,,, ,.,. , .%. ,.聊 % , .%, ℃~℃./.., .,曲豇,曲 .曲,, , :..%、砒%、叭%,,. , ,, ,.:;删;;;;研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书独创性声明本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
熔融石英陶瓷的制备技术综述
熔融石英陶瓷的制备技术综述石英陶瓷是指以石英玻璃或熔融石英为原材料，经碎裂、成型、烧成等一系列制作工艺形成的制品。
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，但其粘度大，挥发性也随着温度的上升而加添，难以用一般的工艺来生产大型、形状多而杂的制品；另外，由于价格昂贵，使其使用受到了限制。
熔融石英陶瓷克服了石英玻璃不易制备形状多而杂制品的缺点，具备了石英玻璃的优良特性（如热膨胀系数小、热稳定性高等），而且还具有一些石英玻璃制品所不具备的性质，如发生少量析晶也仍可使用，并且其成本要远低于石英玻璃制品。
目前，熔融石英陶瓷重要用于耐火材料及高温下能够防范温度变化的结构材料。
1传统制备技术目前，熔融石英陶瓷的生产普遍采纳的成型工艺是注浆成型，其次还有离心浇注成型、浇灌成型、蜡注成型、半干法成型、等静压成型、石墨模热压成型与捣打成型等。
上述成型工艺制备的产品普遍存在着一些缺点：如制品坯体结构不均匀、性能牢靠性差、仅限于形状简单的制品、生产工艺多而杂、工艺条件难掌控、效率低、成本较高等，难以适应大批量工业化生产的需要，特别是一些用于特别用途的石英陶瓷制品，传统的成型制备工艺已经不能充足其特别用途的性能要求。
随着科学技术的进展，新成型方法不断涌现，如注凝成型技术得到了较快的进展应用，已经成功应用于很多陶瓷的制备，如A12O3陶瓷、SiC陶瓷等，石英陶瓷制备也已经开始应用注凝成型技术，并取得了较好的效果。
2胶态成型技术胶态成型所用的陶瓷料浆是由陶瓷粉料与水、有机物等介质构成的胶态体系。
体系中的陶瓷颗粒分散性好，颗粒之间团聚少，并且陶瓷颗粒随着胶态体系的流动而能够成型为形状多而杂的坯体，因此胶态成型得到广泛的应用。
胶态成型重要包括：注射成型、气相辅佑襄助注射成型、直接凝固注模成型、温度诱导成型、电泳沉积成型、注凝成型、压滤成型和离心注浆成型等。
2.1注射成型技术注射成型是借助高分子聚合物高温熔融、低温凝固的特性使坯体成型后，再把有机物脱除。
熔融石英
熔融石英
目录
简述
Fused silica
熔融石英是氧化硅（石英，硅石）的非晶态（玻璃态）。
它是典型的玻璃，其原子结构长程无序。
它通过三维结构交叉链接提供其高使用温度和低热膨胀系数。
将精选的优质硅石原料【sio2>99%】，在电弧炉或电阻炉内熔融，熔融温度为1695-1720℃。
由于sio2熔体黏度高，在1900℃时为10的7次方Pa·s，无法用浇铸方法成型。
冷却后为玻璃体，可作为烧制成品或不烧制品原料。
产品主要用于精密铸造、玻璃陶瓷、耐火材料及电子电器等行业。
熔融石英的纯度：二氧化硅的含量特一级不得少于 99.99% 、一级不得少于99.96% 、二级不得少于99.95% 、三级不得少于99.7% 、四级不得少于99.6%。
主要用途
熔融石英一般作为耐火材料、陶瓷原料和玻璃原料、环氧树脂浇注、电子密封料、电光源、医疗、铸造、等行业的主要原料，也是油漆、涂料等化工行业的理想填充料。
化学成份
SiO2 99.9-99.95% Fe2O3 10PPM-25PPM max Li2O 1-2PPM max Al2O3 20-30PPM max K2O 20-25PPM max Na2O 10-20PPM max
物理性能
外观为无色透明块状，颗粒或白色粉末。
真比重：2.21 ；
莫氏硬度：6.0 ；
PH值：6.0 ；
开放分类：
石英基本物理概念物理学科学自然科学熔融石英，石英玻璃，熔石英。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
熔融石英陶瓷的配方
熔融石英陶瓷的配方通常包含以下材料：
1. 石英粉：石英是熔融石英陶瓷的主要成分，它具有高硬度、耐磨性和耐高温性能。
石英粉的粒径大小和分布对陶瓷的性能有一定影响。
2. 镁质材料：镁质材料可以提高熔融石英陶瓷的抗压强度和耐热性能。
常用的镁质材料包括镁粉、氧化镁等。
3. 磷酸盐：磷酸盐可以增加熔融石英陶瓷的塑性，提高成型性能。
常用的磷酸盐有磷酸三钠等。
4. 粘结剂：粘结剂可以增加熔融石英陶瓷的粘结力和保形性。
常用的粘结剂包括聚羧酸盐、硅酸盐等。
5. 其他添加剂：根据需求，还可以添加一些特殊的添加剂，如颜料、助燃剂等。
以上是一般常见的熔融石英陶瓷配方的主要成分，具体的配方比例和工艺条件可以根据具体的应用要求来确定。