專利名稱：：反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷技術(shù)，特別是涉及冶煉爐爐襯、空間技術(shù)上用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管、各種窯爐窯具、環(huán)保脫硫噴嘴等用的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
：碳化硅陶瓷具有機(jī)械強(qiáng)度高，耐高溫、抗氧化性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性能好、熱導(dǎo)率大、耐磨損性能好、耐化學(xué)腐蝕性能好、硬度高、抗熱震性能好等優(yōu)良特性。而反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的基本原理是具有反應(yīng)活性的液硅或氣態(tài)硅，在毛細(xì)管作用下滲入含碳的多孔陶瓷素坯，并與其中的碳反應(yīng)生成碳化硅，新生成的碳化硅原位結(jié)合素坯中原有的碳化硅顆粒，浸滲劑填充素坯中的剩余氣孔，完成致密化的過(guò)程。但是目前尚沒(méi)有發(fā)現(xiàn)成熟的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，并且生產(chǎn)的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷其質(zhì)量不穩(wěn)、產(chǎn)品的尺寸變形率較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種成熟的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷生產(chǎn)工藝及反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，該生產(chǎn)工藝和工藝配方成熟可靠，生產(chǎn)碳化硅陶瓷產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)的產(chǎn)品尺寸變形率<0.1%。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，制成該陶瓷的原料包括58重量份粒度為1090ym的SiC粉、23重量份粒度為O.110ym的SiC粉、0.5l重量份碳黑粉、0.30.8重量份石墨粉和0.10.3重量份聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體；其中聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體重量濃度可以采用5070%，優(yōu)選采用60%;上述原料經(jīng)包括與水配料制漿、注漿成型、干燥、修坯裝爐、真空燒結(jié)和去沙氧化及驗(yàn)收等工序后制成碳化硅陶瓷。配料制漿用水優(yōu)選采用蒸餾水、軟化4水等，以避免水中含有的鈣等成分對(duì)產(chǎn)品的影響。以重量百分比計(jì)，其中兩種SiC粉的純度^99.69&，為高純度的碳化硅粉，其指標(biāo)均符合國(guó)際FEPA顆粒分級(jí)要求。以重量百分比計(jì)，碳黑粉采用高純度冶金碳黑粉，純度》99.7%，石墨粉純度>99.9%。采用上述配方生產(chǎn)的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良，其各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)如下表反應(yīng)燒結(jié)碳化硅(SISIC)產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>而上述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，包括步驟:(1)配料采用干料粒度為1090um的SiC粉58重量份、粒度為0.110iim的SiC粉23重量份、碳黑粉0.51重量份和石墨粉0.30.8重量份，以及聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體0.10.3重量份，將上述原料分別加入到相對(duì)干料重量(干料重量為兩種SiC粉、碳黑粉和石墨粉的重量之和)1030%的水中均勻攪拌混成漿料，水優(yōu)選釆用蒸餾水、軟化水等，以避免水中含有的鈣等成分對(duì)產(chǎn)品的影響；其中兩種SiC粉的指標(biāo)均符合國(guó)際FEPA顆粒分級(jí)要求，兩種SiC粉均為高純度的碳化硅粉，碳黑粉采用高純度冶金碳黑粉，以重量百分比計(jì)，兩種SiC粉純度均》99.6%,碳黑粉純度^99.7%，石墨粉純度>99.9%，聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體的重量濃度為5070%，優(yōu)選采用60%;(2)注漿成型將混成漿料置入容器真空壓力罐中真空處理，在真空度超過(guò)-0.08MPa后，以真空度為-0.08MPa時(shí)為優(yōu)，將漿料注入模具如石膏模成型，并根據(jù)坯體大小在0.512小時(shí)后開(kāi)模得坯體；(3)干燥將坯體放入干燥室，緩慢升溫到4080。C,烘干坯體；(4)修坯裝爐將烘干后坯體按圖紙等生產(chǎn)要求進(jìn)行修理、驗(yàn)尺后裝爐；裝爐時(shí)在坯體上放相對(duì)坯體重量3070%的硅粉；所放硅粉的純度》98%，而粒度為24咖；(5)真空燒結(jié)坯體燒結(jié)中按生產(chǎn)要求緩慢升溫；升溫至14002200。C后恒溫保溫14小時(shí)，然后降溫出爐，采用降溫到14016(TC出爐，優(yōu)選的15(TC出爐。(6)去沙出爐后進(jìn)行打磨清理驗(yàn)收后得成品，將出爐后的產(chǎn)品首先將其表面硅渣進(jìn)行打磨清理，并氧化后進(jìn)行驗(yàn)收。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，是由發(fā)明人對(duì)反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷配方、生產(chǎn)工藝的多年摸索、研究，歷經(jīng)幾百次的實(shí)驗(yàn)后所得出的更為成熟的反應(yīng)燒結(jié)配方和生產(chǎn)工藝，該生產(chǎn)工藝成熟可靠，生產(chǎn)碳化硅陶瓷產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷機(jī)械強(qiáng)度高，耐高溫、抗氧化性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性能好、熱導(dǎo)率大、耐磨損性能好、耐化學(xué)腐蝕性能好、硬度高、抗熱震性能好，本工藝生產(chǎn)的SiSiC陶瓷制品的硬度、耐溫、耐磨、耐腐蝕均達(dá)到了國(guó)際反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的碳化硅水平，廣泛應(yīng)用于陶瓷窯具、脫硫噴嘴、冶金、化工等行業(yè)，并且產(chǎn)品的尺寸變形率<0.1%。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。實(shí)施例一一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，包括步驟(1)配料干料粒度為1040ym的SiC粉5重量份、粒度為0.1lum的SiC粉2重量份、冶金碳黑粉0.5重量份和石墨粉0.3重量份，其中兩種SiC粉純度均為99.6%，碳黑粉純度99.7%，石墨粉純度99.9%;濃度為60%的聚乙烯醇液體0.1重量份；將上述料分別加入到相對(duì)干料重量10%蒸餾水中均勻攪拌混成漿料；(2)注漿成型將混成漿料置入真空壓力罐中真空處理，在真空度達(dá)到-0.08MPa后，將漿料注入石膏模成型，0.5小時(shí)后開(kāi)模得坯體；(3)干燥將坯體放入干燥室，緩慢升溫到4(TC，烘干坯體；(4)修坯裝爐將烘干后坯體進(jìn)行修理、驗(yàn)尺后裝爐；裝爐時(shí)在坯體上放相對(duì)坯體重量30%的硅，所放硅的純度》98%，粒度為23mm;(5)真空燒結(jié)坯體燒結(jié)中緩慢升溫至140(TC后恒溫保溫2.5小時(shí)，然后降溫到15(TC出爐；(6)去沙將出爐后的產(chǎn)品首先將其表面硅渣進(jìn)行打磨清理，并氧化后進(jìn)行驗(yàn)收得成品。實(shí)施例二一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，包括步驟-(1)配料干料粒度為4060um的SiC粉8重量份、粒度為15um的SiC7粉3重量份、冶金碳黑粉1重量份和石墨粉0.8重量份，其中兩種SiC粉純度均為99.8%，碳黑粉純度99.8%，石墨粉純度99.9%;濃度為60%的羧甲基纖維素0.3重量份；將上述料分別加入到相對(duì)干料重量30%蒸餾水中均勻攪拌混成漿料；(2)注漿成型將混成漿料置入真空壓力罐中真空處理，在真空度達(dá)到-0.08MPa后，將漿料注入石膏模成型，12小時(shí)后開(kāi)模得坯體；(3)干燥將坯體放入干燥室，緩慢升溫到8(TC，烘干坯體；(4)修坯裝爐將烘干后坯體進(jìn)行修理、驗(yàn)尺后裝爐；裝爐時(shí)在坯體上放相對(duì)坯體重量70%的硅，所放硅的純度》98.5%，粒度為34mm;(5)真空燒結(jié)坯體燒結(jié)中緩慢升溫至220(TC后恒溫保溫1.5小時(shí)，然后降溫到160'C出爐；(6)去沙將出爐后的產(chǎn)品首先將其表面硅渣進(jìn)行打磨清理，并氧化后進(jìn)行驗(yàn)收得成品。實(shí)施例三一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，包括步驟(1)配料干料粒度為6090um的SiC粉6.5重量份、粒度為510um的SiC粉2.5重量份、冶金碳黑粉0.8重量份和石墨粉0.5重量份，兩種SiC粉純度均為99.8%，碳黑粉純度99.8%，石墨粉純度99.9%;濃度為60%的羧甲基纖維素0.2重量份；將上述料分別加入到相對(duì)干料重量20%的水中均勻攪拌混成漿料；(2)注漿成型將混成漿料置入真空壓力罐中真空處理，在真空度達(dá)到-0.08MPa后，將漿料注入石膏模成型，5小時(shí)后開(kāi)模得坯體；(3)干燥將坯體放入干燥室，緩慢升溫到6(TC，烘干坯體；(4)修坯裝爐將烘干后坯體進(jìn)行修理、驗(yàn)尺后裝爐；裝爐時(shí)在坯體上放相對(duì)坯體重量50%的硅，所放硅的純度98%，粒度為3咖；(5)真空燒結(jié)坯體燒結(jié)中緩慢升溫至170(TC后恒溫保溫4小時(shí)，然后降溫到15(TC出爐；(6)去沙將出爐后的產(chǎn)品首先將其表面硅渣進(jìn)行打磨清理，并氧化后進(jìn)行驗(yàn)收得成品。權(quán)利要求1、反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，其特征在于制成該陶瓷的原料包括5～8重量份粒度為10～90μm的SiC粉、2～3重量份粒度為0.1～10μm的SiC粉、0.5～1重量份碳黑粉、0.3～0.8重量份石墨粉和0.1～0.3重量份的聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體。2、如權(quán)利要求l所述的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，其特征在于所述兩種SiC粉的純度^99.6%。3、如權(quán)利要求l所述的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，其特征在于所述碳黑粉采用冶金碳黑粉，其純度》99.7%;所述石墨粉純度>99.9%。4、如權(quán)利要求l、2或3所述的反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷，其特征在于所述聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體重量濃度為60%。5、一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括步驟-(1)配料將粒度為1090iim的SiC粉58重量份、粒度為0.l10um的SiC粉23重量份、0.51重量份的碳黑粉、0.30.8重量份的石墨粉和0.10.3重量份的聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體，分別加入到相對(duì)兩種SiC粉、碳黑粉和石墨粉重量之和1030%的水中均勻攪拌混成漿料；(2)注漿成型將混成漿料置入容器中真空處理，在真空度達(dá)到-0.08MPa后，將漿料注入模具成型，0.512小時(shí)后開(kāi)模得坯體；(3)干燥將坯體升溫到408(TC，烘干坯體；(4)修坯裝爐將烘干后坯體按生產(chǎn)要求進(jìn)行修理、驗(yàn)尺后裝爐，裝爐時(shí)在坯體上放相對(duì)坯體重量3070%的硅粉；(5)真空燒結(jié)燒結(jié)中升溫至1400220(TC后恒溫保溫14小時(shí)，然后降溫出爐；(6)去沙出爐后進(jìn)行打磨清理并氧化處理。6、如權(quán)利要求5所述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于-所述兩種SiC粉的純度^99.6%。7、如權(quán)利要求5所述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述碳黑粉采用冶金碳黑粉，其純度》99.7%;所述石墨粉純度>99.9%。8、如權(quán)利要求5所述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于:坯體燒結(jié)中緩慢升溫；降溫至14016(TC出爐。9、如權(quán)利要求5所述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于-所述步驟(4)修坯裝爐時(shí)所放硅粉的純度》98%，粒度為24mm。10、如權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體重量濃度為60%。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷及其生產(chǎn)工藝，制成該陶瓷的原料包括5～8重量份粒度為10～90μm的SiC粉、2～3重量份粒度為0.1～10μm的SiC粉、0.5～1重量份碳黑粉、0.3～0.8重量份石墨粉和0.1～0.3重量份聚乙烯醇或羧甲基纖維素液體；經(jīng)包括配料制漿、注漿成型、干燥、真空燒結(jié)和去沙氧化等工序后制成碳化硅陶瓷。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝成熟可靠，生產(chǎn)碳化硅陶瓷產(chǎn)品性能優(yōu)良，質(zhì)量穩(wěn)定，其硬度、耐溫、耐磨、耐腐蝕均達(dá)到了國(guó)際反應(yīng)燒結(jié)碳化硅陶瓷水平，廣泛應(yīng)用于陶瓷窯具、脫硫噴嘴、冶金、化工等行業(yè)，并且產(chǎn)品的尺寸變形率＜0.1％。文檔編號(hào)C04B35/565GK101508570SQ200910014078公開(kāi)日2009年8月19日申請(qǐng)日期2009年2月6日優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日發(fā)明者王明峰申請(qǐng)人:濰坊華美精細(xì)技術(shù)陶瓷有限公司