一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料及其制备方法技术

一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，该材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成：本工艺中所使用的二氧化硅粉体由三种不同粒度分布的二氧化硅粉体混合而成，分别是二氧化硅粉体A，粒径分布范围为80nm

【技术实现步骤摘要】
一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高纯二氧化硅生产
，特别是一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，具体还涉及上述高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法。

技术介绍

[0002]石英陶瓷是以熔融石英块为原料，在经过粉碎、颗粒分级、球磨制浆、注浆成型以及烧成等一系列工序烧制而成的烧结体，对具有外观要求的产品还会经过冷加工来制得成品，导热性差、膨胀系数、热稳定性不稳定。
[0003]但是，现有的石英陶瓷不仅表面粗糙，气孔率大，无法应用于一些特殊的环境，特别是在高温环境下很难进行正常使用，并且石英陶瓷不能进行相互焊接使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制造成本低、填补了现有技术的石英陶瓷和石英玻璃不具备的特性，同时既可以相互焊接，又能够与石英玻璃进行焊接。
[0005]本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供了上述高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本专利技术是一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，该材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成：本工艺中所使用的二氧化硅粉体由三种不同粒度分布的二氧化硅粉体混合而成，分别是二氧化硅粉体A，粒径分布范围为80nm
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600nm；二氧化硅粉体B，粒径分布范围为120nm
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800nm；二氧化硅粉体C，粒径分布范围为200nm
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>1000nm；具体为，将3种二氧化硅粉体充分混合，制备出均匀的混合粉体，然后将该粉体与助剂和水混合后制成二氧化硅浆料，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%
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30wt%。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，所述二氧化硅浆料采用的二氧化硅的纯度为99.9%
‑
99.99%。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，所述制备二氧化硅浆料所使用的二氧化硅为非晶相二氧化硅或晶相二氧化硅或晶相与非晶相二氧化硅按比例混合而成。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制备二氧化硅混合粉体使用立式混料机或者V型混料机或者滚磨机，混料时间2h
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24h。
[0010]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，二氧化硅浆料采用80nm
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600nm的二氧化硅、120nm
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800nm的二氧化硅和200nm
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1000nm的二氧化硅的比例为12
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14：4
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5：2
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3。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，制备二氧化硅浆料所使用的助剂为丙烯酸树脂类分散剂、油酸或者有机胺类分散剂中的一种或多种，分散剂的质量占二氧化硅粉体总质量的0.5wt%
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5wt%。
[0012]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，二氧化硅浆料的制备在滚磨机或篮式球磨机中进行，混料时长2h
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4h，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%
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30wt%。
[0013]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法，其步骤如下：（1）先将不同粒度的高纯二氧化硅粉体按比例进行混合，得到混合粉体；（2）将混合粉体与水和助剂放在滚磨机或双行星搅拌机或篮式球磨机中磨粉制浆，得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷浆料；（3）将高纯二氧化硅玻璃陶瓷浆料浇注到模具内，经脱水干燥后，得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷坯体；（4）将高纯二氧化硅玻璃陶瓷坯体在60℃
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80℃条件下进行烘干，得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷毛坯；（5）将高纯二氧化硅玻璃陶瓷毛坯进行烧结，烧结温度为1000℃
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1400℃，保温时间1h
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12h得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷坯体；（6）对高纯二氧化硅玻璃陶瓷进行高温脱羟，温度为1180℃
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1300℃，时间为3
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5h；（7）对高纯二氧化硅玻璃陶瓷进行高温热处理，温度为1700℃
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2000℃，使得高纯二氧化硅玻璃陶瓷部分或者全部转化成高纯二氧化硅玻璃，进而得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料。
[0014]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法，在步骤（6）中，温度为1200℃，时间为2h。
[0015]本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料的制备方法，步骤（7）中，高温热处理的温度为1800℃。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成，具体为先将将3种二氧化硅粉体充分混合，制备出均匀的混合粉体，然后将该粉体与助剂和水混合后制成高纯二氧化硅浆料，接着对二氧化硅浆料进行成型处理，得到高纯二氧化硅陶瓷，再对高纯二氧化硅陶瓷进行脱羟处理，去除羟基及有机杂质，进一步提高高纯二氧化硅陶瓷的纯度，最后对二氧化硅陶瓷进行高温热处理，使得高纯二氧化硅陶瓷转化为纯度更高的高纯二氧化硅玻璃，得到高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，有效改变了材料本身的热震性、导热性；实际中，根据需要控制高纯二氧化硅陶瓷转化为高纯二氧化硅玻璃的多少，主要通过温度和时间来控制，便于满足不同的使用需求；使用时，可以根据客户产品需求定制高纯二氧化硅玻璃材料特性，可以铸造成型，二步法增加热场温度做到标准石英玻璃制产品，也可以根据产品要求做到高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料两面同等的石英玻璃厚度，或两面不同的玻璃厚度；这种产品两面石英玻璃夹层使得保温性好，也就是隔热比石英玻璃好，热震性也优于石英玻璃；同时高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料既可以相互焊接，也
可以和石英玻璃相互焊接，是具备三大特性的材料。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，该材料采用高纯二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：该材料采用高纯二氧化硅注浆成型工艺制成：本工艺中所使用的二氧化硅粉体由三种不同粒度分布的二氧化硅粉体混合而成，分别是二氧化硅粉体A，粒径分布范围为80nm
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600nm；二氧化硅粉体B，粒径分布范围为120nm
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800nm；二氧化硅粉体C，粒径分布范围为200nm
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1000nm；具体为，将3种二氧化硅粉体充分混合，制备出均匀的混合粉体，然后将该粉体与助剂和水混合后制成二氧化硅浆料，其中水和助剂的含量占浆料总质量的15wt%
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30wt%。2.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：所述二氧化硅浆料采用的二氧化硅的纯度为99.9%
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99.99%。3.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：所述制备二氧化硅浆料所使用的二氧化硅为非晶相二氧化硅或晶相二氧化硅或晶相与非晶相二氧化硅按比例混合而成。4.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：制备二氧化硅混合粉体使用立式混料机或者V型混料机或者滚磨机，混料时间2h
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24h。5.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：二氧化硅浆料采用80nm
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600nm的二氧化硅、120nm
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800nm的二氧化硅和200nm
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1000nm的二氧化硅的比例为12
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14：4
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5：2
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3。6.根据权利要求1所述的高纯二氧化硅玻璃陶瓷材料，其特征在于：制备二氧化硅浆料所使用的助剂为丙烯酸树脂类分散剂、油酸或者有机胺类分散剂中的一种或多种，分散剂的质量占二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怀斌，
申请(专利权)人：江苏神汇新型陶瓷材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：