惰性高铝瓷球配方和生产工艺

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1、惰性高铝瓷球配方和生产工艺        1、原料与配方        所用原料及化学组成如下：        设定各原料范围用量，用正交法做配方试验，结果A2配方较好。配方属BaO－CaO－MgO－Al2O3－SiO2多元系统的高铝瓷料方并加入少量TiO2作矿化剂，其特点是：①已煅烧铝粉用量≮70％，膨润土用量≯2.8％；②坯料化学组成中Al2O3量>80％，SiO2≯13.5％（BaO+CaO+CaF2+MgO+TiO2+R2O等）约为5％~7％，与一般80高铝瓷相比，料方中Al2O3和RO+

2、TiO2量略为偏高，而SiO2量略为偏低。        2、生产工艺        在既定配方的条件下，一定要有合理的生产工艺相结合，才能最终生产出高性能的产品。其生产工艺和质量控制因了指标和下：        配料→球磨→过筛→压滤→真空练泥→陈腐→挤制成条→可塑成球→烘干→装匣烧成        ①干法配料：采取一次性投料。首先将莹石、方解石粗碎至粒径<3mm然后进磨，外加0.03％的木质碳酸钙为助磨剂。        ②球磨时间为68~72小时，料:球:水为1:2:0.6，细度控制指标为万

3、孔筛余率<0.03％（5μ以下颗粒占90％以上）。        ③可塑法成型，放尺率为1.248，成型水分18~20％。        ④在20m3倒焰圆窑中烧成，适当稀码装匣，快速升温，见红后放慢升温速度，烧成温度SK16锥，保温2小时，烧成时间约28小时，止火后打开1/4窑门自然冷却。        二、产品性能检测        目前国内尚无此类产品的性能检测标准，我们从使用角度出发，对试样和产品进行应用性能方面的抽检测试：        ①抗压强度：以SY-30液压压力试验机测定10个试

4、样（Ф17.6×17.5mm），数值为702Mpa。按用户验收条件：以10″钢丝钳夹压直径为10mm的瓷球，用力钳不裂为合格，抽测产品无一夹裂为合格产品。        ②抗冲击强度：以化工部兰州非金属材料及设备监测中心的抗冲击仪及提出的方法测试的，数值为5.13kgfcm/cm3。为考查产品实际使用效果，将瓷球从六层楼顶（约26m高）用力向下掷至地面钢板，瓷球无损为准。陶瓷酒瓶厂www.xingye-ceramics.com        ③抗热震性：直径为10mm的瓷球，在850℃~19℃（水

5、）淬冷不裂。        ④吸水率、湿气孔率、体积密度按化工部化工机械研究院、化工部非金属材料及设备监测中心制定的方法测定，结果为0.19％、0.63％、3.29g/cm3。        ⑤化学稳定性：耐酸度与耐碱度均按化工部化工机械研究院、化工部非金属材料及设备监测中心提出的方法进行检测。抗氢氟酸浸蚀的测定方法如下：将洗净烘干的瓷粒（Ф1.5~0.5mm）10g（准确称至0.0001g），置于塑料杯中，注入0.2％的氢氟酸约250ml，静置24小时，然后洗涤、烘干、称量。结果如下：（室温20

6、℃±1℃）        三、讨论        1、组成对产品性能和生产工艺的影响        在高铝瓷中，Al2O3组分是刚玉晶相形成之源，Al2O3含量愈高，瓷体抗应力和抗腐蚀破坏等性能愈强，但相应地提高了烧成温度，致使工艺条件和经济性均带来一些不利因素。故本产品以化工厂家提出的Al2O3量要求为基础，设法提高材质性能和使生产的技术经济性好。泥料中的Al2O3组分主要来源于煅烧铝粉，考虑泥料的成型性能和烧结性能等因素，在泥料中应加入部分粘土，主要作用是：①改善泥料的可塑性。②以这种形式带入

7、的Al2O3易溶于熔体中而促进烧结，并形成铝硅酸盐玻璃。③易与残余SiO反应形成莫来石，结果提高了抗氢氟酸的浸蚀性，也有助于降低烧成温度。        瓷料中TiO、CaF2、BaO等组分与SiO2一起，在适当高温下对Al2O3有很强溶解力，可形成一定数量的铝硅酸盐熔体（玻璃），从而促进烧结，且玻璃网络结构得以增强（网络断键少）。试验表明，高铝瓷料中适当增加CaO、BaO等可降低烧成温度，但化学稳定性略有下降。        SiO2在烧成时能与Al2O3、CaO、BaO等形式低熔点共熔物，这些

8、液相的生成，其作用是：①有效地促进传质，利于烧结。②产生二次结晶作用而减少刚玉晶粒的表面缺陷，液相也可抑制晶粒异常长大。③依靠对固相的滋润力和表面张力拉紧固体粒子，并填充气孔，使制品受蚀表面积减小。为此提高了材质抗蚀性等使用性能，降低了烧成温度。在Al2O3量一定时，如果过分提高SiO2的含量，虽然莫来石量会增加，但胶结晶粒玻璃相少，同时烧成温度提高，烧结程度不好（气孔率增至2％），抗蚀性亦下降。因此，SiO需保持一定的用量范围，即可保证有适量液相，又可形成铝硅酸盐玻璃。