隨著我國現代化工業的發展,特別是冶金行業新產品的開發和應用,該領域的陶瓷產品需要滿足特殊場所的需要。盡管有許多高溫氧化陶瓷產品,但它們用于精煉鋁、重量金屬和高純度放射性金屬(如、鋯),其他高溫氧化陶瓷也不能替代氧化鎂陶瓷。
1 氧化鎂的性質
氧化鎂(CY-Mg50)為白色立方品體或極細粉末,露置空氣中可以水化和吸收二氧化碳,密度為3.58g/(E)左右,熔點2800℃左右,沸點3600℃。其坩堝制品抗熔融金屬的還原作用特別強。在潮濕的空氣中,氧化鎂陶瓷制品極易水化生成氫氧化鎂。
氧化鎂(CY-Mg50)合成料的最佳煅燒溫度隨母鹽(氯化鎂、硝酸鎂等)種類不同而有所差異,進而,隨著構成母鹽的原料種類不同,燒結性能也會發生相當大的變化。細顆粒數量越多,而且粒度分布適當的氧化鎂(CY-Mg50),其燒結性能最好。
母鹽的分解煅燒溫度和保溫時間都有一個最佳值,如果溫度過低,無論保溫時間多長,則生成的氧化鎂(CY-Mg50)顆粒很小,或者剩下大量的母鹽假象而使成形體的填充性不良。如燒結進行的太快,則會形成結合牢固的二次顆粒,結果阻礙燒結。反之,如果溫度過高或保溫時間過長,則會使生成的氧化鎂(CY-Mg50)結晶性過大。有時不能保持生成時的亞穩狀態,所以活性度低如果顆粒成長過大,也會使燒結不佳。
為了制取燒結性能良好的氧化鎂(CY-Mg50),最好選擇能生成均勻粉末的熱分解氫氧化鎂得到的氧化鎂(CY-Mg50),并選定煅燒溫度為1600℃和保溫時間為4~6h。之所以選定氫氧化鎂分解而得的氧化鎂(CY-Mg50)是因為它具有分解后不剩下明顯的母鹽假象,也不形成牢固的集塊,而且生成的氧化鎂(CY-Mg50)顆粒本身是體積密度大的顆粒,且有一定的尺寸;還具有良好的填充性和適當的粒度分布。氧化鎂(CY-Mg50)顆粒活性高,對于燒結有充分的驅動力,比表面積大,結晶性不太高。
任何一種氧化物陶瓷都要或多或少的加入一種或數種促進燒結或抑制二次結品的添加劑,在加入添加劑后,成形體內生成液相、熔融相或其他結品相,從而促進燒結,抑制結品的二次生長。
氧化鎂(CY-Mg50)合成料研磨過程中對物料的理化性能的影響是多方面的,如研方法、研磨介質研磨時間等。在研磨過程中人們總會發現,研磨一定的時間后研細度會趨向一個終值在研磨過程中,單個顆粒斷裂、顆粒表面層的結構發生變化,經過長時間機械研作用,使全體顆粒達到全部趨于一致(結構、細度等)改變了物料的表面活性。但是,顆粒過分的微粉碎,對燒結體的致密化有不良的影響。
在所有的機械研磨方法中,各種研磨方法均有自己的特點,綜合各項技術指標較好的方法有:高速磨研磨方法、振動磨法、攪拌球磨法、氣流粉碎法。從設備方面考慮本試驗采用的為快速研磨法。研磨介質密度小,球時間過長,研體損較大,將影響物料的理化性能。球磨時間過短,物料達不到要求的細度,也會影響物料的理化性能。研介質密度大,物料所需的研磨時間會縮短,從而研磨體磨損小。采用的研磨介質為純氧化鋁或氧化鋯球。
氧化鎂坩堝制品受燒成制度的影響較大,燒成最好的條件為:氧化氣、弱還原氣氛、燒成溫度為1750℃,保溫時間為1~2h。在上述條件下還要注意制品的加熱速度,通過試驗可知:加熱速度慢時,坯體內外溫度差小,產品燒結良好、體積密度大:加熱速度若超過200℃/h 以上時,坯體內外溫度差較大,產品燒結性能較差,亦產生開裂。
5結論
介紹了氧化鎂坩堝的生產工藝過程,以及添加劑對其燒成的影響,結合自己的工作實踐進行了有關技術問題的探討,并得出如下結論:
1)預合成氧化鎂(CY-Mg50)原料的配比為:氧化鎂(CY-Mg50)100%,外加氧化鋁0.35%,氧化鈣2.5%,氧化鎵1.15%
2)添加劑為復合添加劑
3)嚴格控制各工藝過程及參數,坩堝燒成溫度為1750℃,保溫時間為1~2h;氧化鎂(CY-Mg50)合成溫度 1600℃,保溫時間為4h。
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