匣缽是陶瓷燒成中的一種重要窯具。氧化鋁匣缽便是其中之一。它通常是在原料粉末中摻入適量粘結(jié)料,加壓成坯,燒結(jié)而成。我們知道,生產(chǎn)氧化鋁匣缽時,壁厚過薄,成型時易產(chǎn)生龜裂,燒成時又易變形,因此要求壁厚達到一定厚度。現(xiàn)用氧化鋁匣缽壁厚一般在6~10mm。然而使該厚型氧化鋁匣缽,燒成陶瓷產(chǎn)品時,燒成能耗高,而且升降溫過程中,在熱沖擊下易產(chǎn)生裂紋。對此有必要開發(fā)一種成型時無裂紋,燒成時無變形的薄型氧化鋁匣缽,以降低燒成能耗,防止熱沖擊下裂紋的形成。為滿足這一需求,對薄型氧化鋁匣缽進行研制,并獲得成功,F(xiàn)簡介如下。
一、薄型氧化鋁匣缽生產(chǎn)工藝
薄型氧化鋁匣缽的生產(chǎn)工藝是取平均粒徑在0.7μm以下的氧化鋁粉末,制備泥漿,澆注成型,在1530°~1650℃溫度下燒結(jié)。由此制成的氧化鋁匣缽,結(jié)晶粒徑小于5μm,壁厚小于5mm。在生產(chǎn)薄型氧化鋁匣缽過程中,所用氧化鋁平均粒徑和燒成溫度是兩個重要的技術(shù)參數(shù)。1、其平均粒徑超過0.7μm,需提高燒結(jié)溫度,而且變形較大,也會使結(jié)晶粒徑超過5μm,在熱沖擊下很容易產(chǎn)生裂紋。2、燒結(jié)溫度低于1530℃,燒結(jié)不充分,不宜用于壓電陶瓷等產(chǎn)品的燒結(jié),高于1650℃,匣缽燒成變形大,同樣使結(jié)晶粒徑超過5μm,在熱沖擊下很可能產(chǎn)生裂紋。
二、燒成試驗
取平均粒徑為0.5μm的氧化鋁粉末,分散于水中,拌制泥漿,注入石膏模,成型成厚度為3~4mm的坯匣,于1550℃下燒結(jié)成薄型氧化鋁匣缽。其結(jié)晶粒徑約在5μm以下。
分別在升溫速度100℃/hr、1200℃恒溫2小時和升溫速度300℃/hr、1200℃恒溫2小時的條件下,反復(fù)使用上述制成的薄型氧化鋁匣缽,直至在熱沖擊下出現(xiàn)裂紋止,并與現(xiàn)用氧化鋁匣缽作對比,對比表明:在第一條件下,現(xiàn)用氧化鋁匣缽僅使用10~20次便出現(xiàn)裂紋,而薄型氧化鋁匣缽要使用50~100次;在第二條件下,現(xiàn)用氧化鋁匣缽僅使用1~2次便出現(xiàn)裂紋,而薄型氧化鋁匣缽要使用40~70次。其結(jié)果是與現(xiàn)用氧化鋁匣缽相比,薄型氧化鋁匣缽的燒成能耗大幅度降低。
三、結(jié)論
采用上述工藝制成的薄型氧化鋁匣缽,由于結(jié)晶粒徑小,壁薄,具有降低陶瓷燒成能耗,節(jié)約生產(chǎn)成本;防止熱沖擊裂紋形成的效果。