一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108546093A(43)申请公布日2018.09.18(21)申请号201810306499.7C04B35/636(2006.01)(22)申请日2018.04.08C04B35/63(2006.01)C04B35/622(2006.01)(71)申请人凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公C04B41/87(2006.01)司C04B35/66(2006.01)地址233100安徽省滁州市凤阳县门台工业园区申请人南京航空航天大学(72)发明人刘子利刘希琴叶兵刘思雨丁之光丁文江(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人朱林(51)Int.Cl.C04B35/053(2006.01)C04B35/80(2006.01)C04B35/634(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图1页(54)发明名称一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种能在低温下实现烧结的、化学稳定性和抗热震性优异的氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按照质量百分比将15％～25％纳米铝溶胶，0.8％～1.5％流变剂，其余为含纳米氧化镧、氧化铝短纤的电熔氧化镁陶瓷粉料进行配料，添加适量的去离子水经球磨混合均匀，然后经真空排气制成固含量为70％～80％的陶瓷浆料；(2)制备坩埚素坯；(3)制备坩埚毛坯；(4)将氧化镁基坩埚毛坯在铝溶胶中进行真空浸渗处理，然后进行表面磨光处理，烘干后在1400℃～1600℃温度下进行高温二次烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚。CN108546093ACN108546093A权利要求书1/2页1.一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚，其特征在于：将含纳米氧化镧、氧化铝短纤的电熔氧化镁基陶瓷浆料在石膏模内注浆成形，经干燥、烧结得到。2.一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)按照质量百分比将15％～25％纳米铝溶胶，0.8％～1.5％流变剂，其余为含纳米氧化镧、氧化铝短纤的电熔氧化镁陶瓷粉料进行配料，添加去离子水经球磨混合均匀，然后经真空排气制成固含量为70％～80％的陶瓷浆料；所述流变剂为聚乙烯醇和纤维素醚的混合物，其中所述聚乙烯醇占流变剂质量的40％，所述纤维素醚为工业用羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或其混合物；所述陶瓷粉料为纳米氧化镧、氧化铝短纤和电熔氧化镁的混合物；(2)通过注浆成型法将陶瓷浆料浇注到石膏模具内，脱模，并在80℃～120℃通风室内烘干得到坩埚素坯；(3)将干燥的素坯放入烧结炉内，升温至1400℃～1600℃温度下进行高温烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚毛坯；(4)将氧化镁基坩埚毛坯在铝溶胶中进行真空浸渗处理，然后进行表面磨光处理，烘干后在1400℃～1600℃温度下进行高温二次烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚。3.根据权利要求2所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述纳米铝溶胶的固含量为20％～25％。4.根据权利要求2所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述纳米氧化镧占陶瓷粉料质量的1％～3％，所述氧化铝短纤占陶瓷粉料质量的1％～3％，其余为电熔氧化镁。5.根据权利要求2所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述纳米氧化镧的粒径为30～60nm，所述氧化铝短纤选用商业化小长径比多晶Al2O3短纤维，其直径为10μm～20μm，长度为50μm～100μm)，所述电熔氧化镁粉体的粒径为250目～500目。6.根据权利要求4所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于所述陶瓷浆料的制备方法为：按照配比将电熔氧化镁粉料加入球磨罐中，将纳米铝溶胶、流变剂及去离子水制备成溶液后加入纳米氧化镧、氧化铝短纤，超声处理30min～60min使纳米氧化镧、氧化铝短纤在溶液中充分分散后加入到球磨罐内，再按照球料比2:1的比例加入刚玉球，以60～120rpm转速球磨2h～4h使其混合均匀，然后在0.02MPa～0.05MPa的负压下进行真空排气10min～15min得到。7.根据权利要求2所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于所述坩埚素坯的制备方法为：将陶瓷浆料迅速注入石膏模具中，放在振动成型机上振动成型，待浆料完全充填模具，浆料表面泛浆均匀时停止振动，修平泛浆表面，坯体表面水逸出时进行脱模，并在80℃～120℃通风室干燥得到坩埚素坯。8.根据权利要求2所述的一种氧化铝短纤增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，所述烧结工艺为：以60℃/h的升温速度加热至550℃使素坯内的有机物分解气化排出，以200℃/h的升温速度