【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷生产，尤其涉及一种无锂低温烧结助剂、制备方法及其应用。
技术介绍
1、陶瓷是一种常见的无机非金属材料，由于其具有优异的性能和广泛的应用领域，已经成为现代工业和生活中不可或缺的材料之一。传统的陶瓷制备通常采用高温烧结方法，即在高温条件下使原材料进行化学反应，形成致密的陶瓷结构。然而，传统的高温烧结方法需要较高的温度和长时间的烧结周期，不仅能耗较高，而且容易导致材料的晶粒长大和变形，从而降低了材料的性能。为了解决传统陶瓷制备存在的问题，人们开始研究低温烧结陶瓷技术。低温烧结陶瓷技术是指在较低的温度下进行烧结，以制备高质量的陶瓷材料的方法。这种方法相对于传统高温烧结方法来说，具有多种优点：
2、首先，低温烧结陶瓷技术能够节能环保。传统高温烧结需要高温炉等设备，消耗大量的能源，并且会产生大量的污染物。而低温烧结陶瓷技术可以在较低的温度下完成烧结过程，减少了能源的消耗，同时也减少了对环境的污染。
3、其次，低温烧结陶瓷技术可以提高材料性能。低温烧结可以使陶瓷材料在较短的时间内完成烧结，从而减少了材料的晶粒长大时间，提高了材料的致密度和硬度等性能。
4、此外，低温烧结陶瓷技术具有适应性强的特点。该技术可以适应多种陶瓷材料的制备，如氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、玻璃陶瓷等。
5、因此，低温烧结技术相对于传统的高温烧结技术具有明显的优点，如能源消耗低、环境污染小、制备周期短等。通过低温烧结技术，可以制备多种陶瓷材料，如氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、玻璃陶瓷等。此外，该技术还可以制备形状复
6、低温烧结陶瓷项目的意义就是为了推动陶瓷行业节能减排，推动循环经济和绿色协同发展，助力实现“碳中和碳达峰”。现今制备的常见陶器，烧成温度最高达1100℃左右，最低可达到800℃下。而常见瓷器，烧成温度大多在1200℃以上，有些可达1400℃左右。
7、从整个陶瓷生产过程来看，烧结过程无论是能源消耗量还是co2排放量均占到整个生产过程的50％以上，因此降低烧结温度是减少烧结过程能耗和co2排放最直接有效的手段，文献研究表明，降低100℃可降耗减排至少10％以上；而且降低烧结温度还可以缩短烧结时间，提高陶瓷生产效率。达到如此高的温度需要消耗大量的能源，同时会产生大量的co2排放。因此在陶瓷制造领域，如何降低陶瓷烧结工艺所需的烧结温度是当今社会关注的焦点之一。经研究发现，低温烧结助剂的加入可以有效地降低原料陶瓷粉的烧结温度，因此被广泛应用于现阶段的陶瓷制造领域。但是传统的低温烧结助剂中一般都包含氧化锂成分。这是由于锂具有较小的相对原子质量、较强的化学活性。能促进陶瓷材料的晶相转变，使得陶瓷材料的烧结温度降低，从而减少能耗。随着近些年来，锂资源开始作为一些产业的重要原料被广泛应用，导致了国内市场锂资源的价格持续上升，也使得传统含锂低温烧结助剂成本大幅上升，对低温生产陶瓷行业方面有着极其不利的影响。
8、目前几乎所有的低温烧结陶瓷中加入的助溶剂都是通过na、k、li等碱金属的氧化物进行助熔和增强，并达到降温的效果。而助熔效果最好的li氧化物由于其高昂的价格使其在实际生产运用中并不具备很好的竞争力。
9、而稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种无锂低温烧结助剂的制备方法，包括以下步骤：
2、(1)将四硼酸钠·十水化合物和偏硼酸钠·四水化合物按照65-70：30-35的质量比混合得到混合物a；然后将混合物a与稀土氧化物混合得到混合物b；
3、(2)将混合物b置于马弗炉中进行烧结，烧结完成后取出迅速在水中淬火，得到透明玻璃质产物，将所述透明玻璃质产物用磨成细粉，得到第一次烧结助剂；
4、(3)将石英、al2o3、cao、mgo、k2o、na2o、b2o3和第一次烧结助剂混合均匀得到混合物c，将混合物c置于马弗炉中进行烧结，得到无锂低温烧结助剂。
5、优选的，步骤(1)所述混合物a与稀土氧化物的质量比为50:1-2；所述稀土氧化物为eu2o3、ceo2、(prnd)xoy、dy2o3中的任意一种。
6、优选的，步骤(2)所述烧结的具体步骤为：以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至600℃，并保温30-40min；继续以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至900-950℃并保温100min；再以1.5℃/min的升温速率将温度升至1100-1150℃，并保温120min；
7、所述步骤(3)的烧结步骤同步骤(2)。
8、优选的，步骤(3)所述混合物c由以下质量百分比的原料组成：石英61％，al2o38-10％，cao 0.1-3％，mgo 0.1-2％，k2o 1-4％，na2o 4-9％，b2o310-15％，一次烧结助剂5％。
9、本专利技术的另一目的是提供一种上述方法制备的无锂低温烧结助剂。
10、本专利技术制备的无锂低温烧结助剂的应用，将其用于制备低温烧结陶瓷坯体，包括以下步骤：
11、s1、将所述无锂低温烧结助剂以1％-5％的质量比例添加到陶瓷坯体粉末中混合均匀，加入占陶瓷坯体粉末质量40-45％的水，球磨2h形成均匀泥浆，然后倒入石膏磨具中成型，待凝固后得到陶瓷生坯；
12、s2将陶瓷生坯烘干后置于马弗炉中进行烧结，将烧结后的陶瓷生坯随炉降温到室温后取出得到低温烧结陶瓷坯体；
13、所述烧结的具体步骤为：以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至600℃，并保温30min；继续以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至900-950℃并保温30min；再以1.5℃/min的升温速率将温度升至1100-1150℃，并保温120min。
14、优选的，步骤s1所述陶瓷坯体粉末由以下质量百分比的原料组成：sio267.02wt％，al2o326.94wt％，fe2o31.25wt％，mgo 0.39wt％，cao 1.06wt％，na2o0.61wt％，k2o 2.35wt％，tio20.38wt％。
15、优选的，步骤s2所述烘箱干燥的温度为80-85℃，时间为20-24h。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术提供了一种无锂低温烧结助剂、制备方法及其应用。采用稀土氧化物等原料制备无锂低温烧结助剂，在陶瓷的烧结过程中能够促进反应，使得陶瓷的烧结温度降低，相比于常见瓷器，烧成温度大多在1200℃以上，有些可达1400℃左右的温度。专利技术的陶瓷温度在1100℃下就可烧成。
18、含稀土氧化物的无锂低本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合物A与稀土氧化物的质量比为50:1-2；所述稀土氧化物为Eu2O3、CeO2、(PrNd)xOy、Dy2O3中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的具体步骤为：以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至600℃，并保温30-40min；继续以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至900-950℃并保温100min；再以1.5℃/min的升温速率将温度升至1100-1150℃，并保温120min；
4.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合物C由以下质量百分比的原料组成：石英61％，Al2O38-10％，CaO 0.1-3％，MgO 0.1-2％，K2O 1-4％，Na2O 4-9％，B2O310-15％，一次烧结助剂5％。
5.一种无锂低温烧结助剂，其特征在于，根据权利要求1-5任一所述的
6.根据权利要求5所述的无锂低温烧结助剂的应用，其特征在于，将其用于制备低温烧结陶瓷坯体，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的无锂低温烧结助剂的应用，其特征在于，步骤S1所述陶瓷坯体粉末由以下质量百分比的原料组成：SiO267.02wt％，Al2O326.94wt％，Fe2O31.25wt％，MgO0.39wt％，CaO 1.06wt％，Na2O 0.61wt％，K2O2.35wt％，TiO20.38wt％。
8.根据权利要求6所述的无锂低温烧结助剂的应用，其特征在于，步骤S2所述烘箱干燥的温度为80-85℃，时间为20-24h。
...【技术特征摘要】
1.一种无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合物a与稀土氧化物的质量比为50:1-2；所述稀土氧化物为eu2o3、ceo2、(prnd)xoy、dy2o3中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述烧结的具体步骤为：以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至600℃，并保温30-40min；继续以3-3.5℃/min的升温速率将温度升至900-950℃并保温100min；再以1.5℃/min的升温速率将温度升至1100-1150℃，并保温120min；
4.根据权利要求1所述的无锂低温烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述混合物c由以下质量百分比的原料组成：石英61％，al2o38-10％，cao 0....
【专利技术属性】
技术研发人员：李飞宇，郭咏，李文适，严春杰，董诗德，方仁喜，
申请(专利权)人：河北优胜洁具有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。