一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5%、碳纤维0.2%、有机单体0.1%、交联剂0.1%、引发剂0.1%、去离子水9%；其步骤包括原料混合搅拌，等静压成型，烧制、致密化浸渍过夜，干燥等步骤，本发明专利技术所公开的一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，步骤简洁，对设备要求低，所制得的石英陶瓷辊的强度高，耐高温性能优异。

Preparation technology of a high strength and high temperature resistant quartz ceramic roller

【技术实现步骤摘要】
一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺
本专利技术属于陶瓷辊生产领域，具体涉及一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺。技术背景熔融石英陶瓷于六十年代初最早由美国开发成功并于l963年投入批量生产，它不仅具有石英玻璃的许多优良性质，如热膨胀系数小、热稳定性好、电绝缘性好、耐化学侵蚀性好，而且还具有一些石英玻璃制品所缺乏的性质。如石英玻璃制品由于导热性好，在使用时一旦发生失透(析晶)即损坏报废，而石英陶瓷制品由于导热性极差，在使用过程中即使表面发生析晶，其内部析晶也很缓慢.制品仍可继续使用。石英陶瓷还有一个最大的优点，就是在l1O0℃以下，其强度随着温度的升高而大大增加-从室温至1100℃，其强度可增加33。但是在1100℃以上，其强度就会降低，这也限制了石英陶瓷在金属冶炼产业中的进一步发展，因此，目前急需对于石英陶瓷进行改性，提高其高温下的硬度表现，以生产出硬度更高，更耐高温的石英陶瓷辊。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术公开了一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，具有步骤简洁，对设备要求低，所制得的石英陶瓷辊的强度高，耐高温性能优异等优点。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术公开了：一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5％、碳纤维0.2％、有机单体0.1％、交联剂0.1％、引发剂0.1％、去离子水9％；其特征在于，包括以下步骤：I.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、有机单体、交联剂、引发剂、去离子水加入搅拌罐中，加热至60-80℃搅拌1-2h；II.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型，然后放入高压缸中，等静压成型，静压力1-2Mpa,脱去模具，再自然晾干24-48小时；III.将晾干的陶瓷辊送入窑炉开始加热升温，先经1-3小时的时间将烧结温度缓慢的从常温升至300℃后，再在1-2小时内将烧结温度快速的从300℃升至1300℃，维持此温度4-8小时后停止加热，逐步降温至常温后得到熔融石英陶瓷辊毛坯料；IV.将熔融石英陶瓷辊毛坯料送入磨床将毛坯料外圆磨至规定尺寸；V.将磨好的熔融石英陶瓷辊浸入致密化浸渍液，静置过夜，取出后洗净，自然晾干，即为成品。在传统的石英陶瓷辊配方中加入少量的碳纤维，增加少量成本的情况下大幅提高了其在极端高温下的硬度表现能力。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，所述所述有机单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷中的一种。经过实验，添加上述有机单体有利于陶瓷辊的成型。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，所述交联剂为过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种。经过实验，添加上述有机单体有利于陶瓷辊中二氧化硅与碳纤维的交联。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，所述引发剂为偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化二碳酸二环己酯中的一种。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，所述步骤V中的致密化浸渍液由以下方法制得：将高氢硅油、正硅酸乙酯并搅拌混合，然后加入氯铂酸于加热条件下搅拌，搅拌后静置至底部出现沉淀，取上清液即得所述致密化浸渍液。在氯铂酸作用下，交联的大分子化合物向小分子化合物转化，降低了浸渍液粘度，能够提高浸渍时浸渍液对石英陶瓷的孔道、缝隙的填充率，增加石英陶瓷的体积密度。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，所述碳纤维为碳纳米纤维，所述碳纳米纤维的平均直径为50-200nm。进一步的，上述一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，包括以下步骤：I.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、有机单体、交联剂、引发剂、去离子水加入搅拌罐中，加热至70℃搅拌1.5h；II.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型，然后放入高压缸中，等静压成型，静压力1.5Mpa,脱去模具，再自然晾干36小时；III.将晾干的陶瓷辊送入窑炉开始加热升温，先经2小时的时间将烧结温度缓慢的从常温升至300℃后，再在1.5小时内将烧结温度快速的从300℃升至1300℃，维持此温度6小时后停止加热，逐步降温至常温后得到熔融石英陶瓷辊毛坯料；IV.将熔融石英陶瓷辊毛坯料送入磨床将毛坯料外圆磨至规定尺寸；V.将磨好的熔融石英陶瓷辊浸入致密化浸渍液，静置过夜，取出后洗净，自然晾干，即为成品。本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术公开的一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，通过加入碳纳米纤维，调整原料的配比，并采用等静压成型法，对照传统方法生产的石英陶瓷辊，密度大，显气孔率低，常温下耐压强度和抗折强度高，特别是在1300℃的高温下，传统工艺生产的轧辊的耐压强度和扛折强度均下降，而本工艺所指的的陶瓷轧辊其性能均有所提高，充分说明了本专利技术所公开的制备工艺所生产的陶瓷轧辊在高温依然具有良好的强度，适合在各种极端高温的工作环境下应用。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制；下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5％、碳纤维0.2％、丙烯酰胺0.1％、过氧化氢二异丙苯0.1％、偶氮二异庚腈0.1％、去离子水9％；其特征在于，包括以下步骤：I.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、丙烯酰胺、过氧化氢二异丙苯、偶氮二异庚腈、去离子水加入搅拌罐中，加热至60℃搅拌1h；II.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型，然后放入高压缸中，等静压成型，静压力1Mpa,脱去模具，再自然晾干24小时；III.将晾干的陶瓷辊送入窑炉开始加热升温，先经1小时的时间将烧结温度缓慢的从常温升至300℃后，再在1小时内将烧结温度快速的从300℃升至1300℃，维持此温度4小时后停止加热，逐步降温至常温后得到熔融石英陶瓷辊毛坯料；IV.将熔融石英陶瓷辊毛坯料送入磨床将毛坯料外圆磨至规定尺寸；V.将磨好的熔融石英陶瓷辊浸入致密化浸渍液，静置过夜，取出后洗净，自然晾干，即为成品。实施例2一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5％、碳纤维0.2％、丙基三氯硅烷0.1％、过氧化苯甲酰0.1％、过氧化月桂酰0.1％、去离子水9％；其特征在于，包括以下步骤：I.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、丙基三氯硅烷、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰加入搅拌罐中，加热至70℃搅拌1.5h；II.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5%、碳纤维0.2%、有机单体0.1%、交联剂0.1%、引发剂0.1%、去离子水9%；其特征在于，包括以下步骤：/nI.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、有机单体、交联剂、引发剂、去离子水加入搅拌罐中，加热至60-80℃搅拌1-2h；/nII.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型，然后放入高压缸中，等静压成型，静压力1-2Mpa,脱去模具，再自然晾干24-48小时；/nIII.将晾干的陶瓷辊送入窑炉开始加热升温，先经1-3小时的时间将烧结温度缓慢的从常温升至300℃后，再在1-2小时内将烧结温度快速的从300℃升至1300℃，维持此温度4-8小时后停止加热，逐步降温至常温后得到熔融石英陶瓷辊毛坯料；/nIV.将熔融石英陶瓷辊毛坯料送入磨床将毛坯料外圆磨至规定尺寸；/nV.将磨好的熔融石英陶瓷辊浸入致密化浸渍液，静置过夜，取出后洗净，自然晾干，即为成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其原料配方按重量百分比计算，包括能够通过200目的熔融石英硅微粉90.5%、碳纤维0.2%、有机单体0.1%、交联剂0.1%、引发剂0.1%、去离子水9%；其特征在于，包括以下步骤：
I.将配方量的熔融石英硅微粉、碳纤维、有机单体、交联剂、引发剂、去离子水加入搅拌罐中，加热至60-80℃搅拌1-2h；
II.将搅拌罐中的物料加注入陶瓷辊模具，采用边浇铸边震动的方法浇铸成型，然后放入高压缸中，等静压成型，静压力1-2Mpa,脱去模具，再自然晾干24-48小时；
III.将晾干的陶瓷辊送入窑炉开始加热升温，先经1-3小时的时间将烧结温度缓慢的从常温升至300℃后，再在1-2小时内将烧结温度快速的从300℃升至1300℃，维持此温度4-8小时后停止加热，逐步降温至常温后得到熔融石英陶瓷辊毛坯料；
IV.将熔融石英陶瓷辊毛坯料送入磨床将毛坯料外圆磨至规定尺寸；
V.将磨好的熔融石英陶瓷辊浸入致密化浸渍液，静置过夜，取出后洗净，自然晾干，即为成品。


2.根据权利要求1所述的一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其特征在于，所述有机单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙基三氯硅烷、γ-氯丙基三氯硅烷中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种高强度耐高温石英陶瓷辊的制备工艺，其特征在于，所述交联剂为过氧化氢二异丙苯、过氧化苯甲酰、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺中的一种。


4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜金标，
申请(专利权)人：徐州华焰特种陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32