熔融石英陶瓷的配方

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
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。

熔块配方及制作方法和用途1．低温红色熔块a. 配方：铅丹 42 硼砂 1 硼酸 1.6 氧化锌 2.6 钟乳石 11 石英 26 钾长石 10b. 制配方法：矿物原料先粉碎过 40 ~ 60 目筛，然后加入化工原料混磨均匀，装入有垫底的匣钵中，用氧化焰烧至1230 ℃使之熔融粉碎，过筛、水洗、烘干备用c. 用途：配低温鸡血红釉2． 12# 熔剂a. 配方：铅丹 28 硼砂 15 硼酸 6 氧化锌 3 滑石 3 石英 12 石灰石7b. 用途：配铬锡红桃红、蓝绿釉及低火度透明釉3．铅晶料a. 配方：铅粒 41.67 烧石英 41.67 硝酸钾 16.66b. 制配方法：用铁锅加热，先熔融铅粒，趁热加入等量石英粉不断搅拌均匀，冷却后与硝酸钾拌匀，装入有垫衬的匣钵于1250℃氧化焰煅烧，取出熔块，粉碎过40 目筛备用。

c. 用途：配制铜红及还原焰各种花釉4．均熔块a. 配方：玻璃粉40 氧化锌 20 石英粉 40b. 制配方法 :干法混磨均匀，装入有垫衬的匣钵中氧化烧至1230℃ 达熔融，取出熔块粉碎过40 目筛备用c. 用途配陶器均釉5．锡晶料a. 配方：锡 41.67 石英 41.67 牙硝 16.66b. 制配方法: 同铅晶料c. 用途同铅晶料6． j -17 熔块a. 配方：长石 18 石英 29 锆英砂 11 氧化锌 7 ，上白石 10 硝酸钾3.8 硼砂 22 碳酸锶 1.2b. 制配方法：配料后磨细反复过20目筛放入30 立升坩埚内，经 1300 ~ 1350℃ 熔化5 小时放入水中淬冷干燥待用。

c. 用途配釉面砖的乳浊釉7． mzh -1 熔块a. 配方：长石15 石英25 锂云母10 碳酸锶7 硼砂17 碳酸钙 5 锆英石12 氟硅酸钠2 氧化锌 7b. 制配方法：先将锆英石球磨150小时左右细度要求过250目筛烘干备用，按配方配比称料混均后过18~ 20 目筛三次，最后放入池窑中熔化，温度为1230~1260℃ 经水淬呈微绿白色透明碎块c. 用途配制镁质粘土釉面砖釉8． gl -1 熔块a. 配方：长石 19 石英粉 8 硼砂 19 硼酸3 碳酸钙12 氧化锌 8 锆英石 11滑石粉20 外加细磨氧化钛 80克/吨b.制配方法：采用电阻熔块炉坩埚熔化，熔化温度1320℃ 熔块水淬成蜂窝状c.用途配釉面砖的乳浊釉用9． lz-1 熔块a. 配方：锂云母 14 滑石 5 锆英石 12 沙田泥 9 硝酸钾 3 白垩 10 锌白 7 燧石 25b. 制配方法：准确称量后,将其充分混合均匀，于高温电炉上烧制熔块至1350℃ 保温1小时，倒出水淬烘干粉碎备用。

溶胶-凝胶法合成石英的配方及制备过程一、引言石英是一种常见的硅酸盐矿物，具有优异的物理、化学和光学性能。

在许多领域，如光学、电子、陶瓷和玻璃制造中，石英都具有广泛的应用。

通过溶胶-凝胶法合成石英是一种常见的方法，该方法具有合成温度低、粒径小且分布均匀等优点。

本文将详细介绍溶胶-凝胶法合成石英的配方及制备过程。

二、溶胶-凝胶法合成石英的配方硅源硅源是溶胶-凝胶法合成石英的主要原料之一。

常用的硅源包括硅酸钠、硅酸四乙酯、四氯化硅等。

这些硅源都可以与水或其他溶剂反应生成硅溶胶，再通过凝胶化过程得到石英。

溶剂溶剂在溶胶-凝胶法中起到重要的作用。

常用的溶剂包括水、乙醇、丙酮等。

这些溶剂可以与硅源发生反应，促进溶胶的形成。

同时，溶剂还可以控制凝胶化的过程，进而影响石英的粒径和形貌。

催化剂催化剂在溶胶-凝胶法中可以促进硅源的水解和缩聚反应，缩短凝胶化时间，提高产物的纯度和结晶度。

常用的催化剂包括酸、碱等。

其他添加剂为了改善溶胶的稳定性、调节凝胶化过程以及提高产物的性能，还可以添加一些其他添加剂，如表面活性剂、分散剂等。

三、溶胶-凝胶法合成石英的制备过程配料根据所需的配方比例，将硅源、溶剂、催化剂和其他添加剂混合在一起，搅拌均匀。

水解和缩聚反应将混合物在一定温度下进行水解和缩聚反应，生成硅溶胶。

这个过程中需要控制反应温度和时间，以确保硅溶胶的质量和稳定性。

凝胶化过程将生成的硅溶胶在一定温度下进行凝胶化处理，得到硅凝胶。

这个过程中需要控制温度和时间，以获得理想的硅凝胶结构和性能。

干燥和烧结将硅凝胶进行干燥处理，去除其中的溶剂和其他添加剂。

然后进行烧结处理，使硅凝胶中的硅原子重新排列形成石英晶体。

这个过程中需要控制烧结温度和时间，以获得理想的石英结构和性能。

粉碎和筛分将烧结后的石英进行粉碎处理，得到一定粒度的石英粉。

然后进行筛分处理，得到不同粒度的石英产品。

四、结论溶胶-凝胶法是一种有效的合成石英的方法。

通过合理的配方设计和制备过程控制，可以获得具有优异性能的石英产品。