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石英陶瓷

一、概述

石英陶瓷是一种新型高纯耐高温石英材料它既保留了石英玻璃的诸多优点又可采用陶瓷的一系列生产工艺。它是以熔融石英或石英玻璃为原料经破碎、制浆、成坯、烧成、冷加工等一系列工序制备而成的产品。

 

熔融石英陶瓷于六十年代初最早由美国开发成功并于1963年投入批量生产。石英陶瓷具有导热性低、膨胀系数小、热稳定性好、点绝缘性好、耐化学腐蚀性好等优点,而且相比石英玻璃,具有更低的热传导率以及更高的抗析晶扩散性能。由于具有上述诸多优点因此自问世后石英陶瓷被广泛应用于国防、能源、低压铸造、金属冶金、钢铁、玻璃、化工、科研等领域。

 

二、生产工艺

石英陶瓷的生产工艺主要分为制模、制浆、制坯、干燥、烧结、冷加工等几大步骤,目前主流的生产工艺按照制坯方式的不同分为注浆成型和注凝成型两种:

 

1.注浆成型

通过将具有一定悬浮性的石英料浆注入石膏模(多孔模具)内,通过石膏模的毛细管力将料中的水分吸收,水分带动细粉颗粒和粗颗粒做移动,吸附堆积成型。

 

优点:体积密度能达到较高水平,硬度高。

 

缺点:a.吸浆时细颗粒移动,容易形成分层面,密度不够均匀;b.素坯强度低;c.尺寸不规整,有较大的偏差。

 

2.注凝成型

料浆注入不锈钢模具中,通过水浴槽进行温固化。该技术将传统的注浆工艺结合有机物单体的聚合反应生成高分子网络结构,利用有机单体聚合将陶瓷粉料悬浮体原位固化,之后经过干燥、排胶、烧结等工艺过程制备而成。

 

优点:a.坯体整体结构及密度均匀;b.坯体强度高;c.蓄热能力好(热导率低),保温性能好。

 

缺点:体积密度低。

 

三、具体性能

石英陶瓷实验室制品以及石英陶瓷工业冶炼坩埚是化工、医药、生物以及冶金等行业中用于粉末煅烧、冶炼、化学合成、分析、生物实验的理想用品,具备如下优异性能:

 

a.高密度2.19g/cm3(一般的石英陶瓷产品1.9g/cm3),更高的高温强度,高温使用时不会再次发生收缩,使用方便安全;

b.半透明,产品微观结构具有非常均匀的超细小气泡层,具有保温和加热均匀的性能;

c.热稳定性,在1100℃开炉加热15min,再投入凉水中,循环骤热骤冷>10次以上无损坏;

d.内外表面火焰抛光,光亮,气孔封闭(气孔率很低<1%)使用时不沾料;

e.化学稳定性好,和大多数酸,金属,金属氧化物,化学气体,不发生反应;

f.化学纯度>99.9%

g.使用温度高达1350℃,可在1400℃以上短期使用。

 

四、应用领域

石英陶瓷制品具有耐高温,热膨胀系数低,低热传导性、热稳定性好、电绝缘性好、耐化学腐蚀等特性,因此被广泛应用于国防、能源、低压铸造、金属冶金、钢铁、玻璃、化工、科研等行业。

 

国防行业:整流罩、航天飞行器的隔热材料、喷嘴等;

 

 

 

b.太阳能行业:多晶硅铸锭用坩埚产品,扩散炉用传输辊;

 

 

 

c.玻璃行业:玻璃钢化炉用的石英陶瓷辊;器皿玻璃熔窑成型料碗、料盆、匀料筒;浮法玻璃窑炉中的闸板砖、流槽;特种玻璃用的石英陶瓷坩埚;浮法玻璃窑炉中的盖板砖、X边砖、压缝砖等;

 

 

 

d.实验室:用于化学、冶炼、生物试验等的各类耐高温石英陶瓷器皿、石英陶瓷承装容器;

 

e.低压铸造、钢铁冶金行业:连续铸钢的浸入式、水口砖、长型水口;替代传统石墨碳套和陶瓷涂层辊的空心辊;黄金、铂金、铜及稀有金属的离心冶炼铸造;铝合金、镁合金低压铸造用升液管;连铸用侧封板;铜等熔体输送用管道、阀、泵的内衬;精密铸造用石英陶瓷胎具或铸型等等;

 

 

 

f.稀土和电池材料:煅烧热处理用坩埚;

 

 

 

g.化工:热化学蒸馏塔和反应塔等热工设备上用管、沟槽、板、砖、坩埚、螺旋推进器等等,工业炉中的隔热部件和热处理输送垫板,石英坩埚;

 

 

 

h.电工行业:气体放电室用绝缘罩、大功率电阻炉加热器的炉体、导流加热器、电弧预热器、灭弧罩,热电绝缘器件,电加热元件;

 

 

 

i.科研:晶体生长及科研项目用坩埚等,如砷化镓晶体生长用石英坩埚。



佛山市创国化工有限公司

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