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石墨坩埚制作与配方

作者: 来源: 日期:2019-05-25 16:24:32 人气:1016
石墨坩埚制作与配方


石墨坩埚主要原料是结晶形的天然石墨,所以具有良好的传热性和耐高温,对酸,碱性溶液的抗腐蚀性较强,具有优良的化学稳定性。石墨坩埚型号比较多,在应用的时候受限制少,可任意选择。基于以上的优良性能,石墨坩埚在冶金、铸造、机械、化工等工业部门应用广泛。也可用于有色金属和新材料的精炼和提纯。为利于环保,国际上大力提高轻金属在工业产品中重量比。所以铝、镁、锌及其合金被广泛应用于生产汽车、摩托车及电子的配套产品。如压铸生产汽车和摩托车轮毂、发动机缸盖、制动器、空气滤清器、活塞、散热器、方向盘骨架以及电子产品中手机的外壳等。


石墨坩埚在使用时也需要注意一些事项:坩埚因其底部很小,坩埚受热时需要放到石墨垫上或泥三角。石墨坩埚可直接受热,加热后不能立刻冷却,用坩埚钳取下,不要放到冷的金属桌面上,以避免它因急剧冷却而破裂。注意到以上几点可以延长石墨坩埚的寿命。


经烘干后石墨坩埚|石墨匣钵应按半成品标准规定进行检验。合格品进入涂釉工序涂刷釉料,釉层干固后才能装窑和烧成。烧成的目的,是为了增强坩埚的密度和机械强度,提高产品质量。


1.烧成原理


石墨坩埚|石墨匣钵在烧成过程中,坯体的组织结构发生一系列变化,发生变化的主要是可塑性的耐火粘土。有关坩埚烧成的基本过程,可分以下四个阶段来说明:


(1)预热烘烤阶段。窑炉温度在100~300℃,是石墨坩埚|石墨匣钵坯体排除残余水分的过程。窑项天窗应开启,升温时速度应缓慢,特别是当石墨坩埚|石墨匣钵中残余水分超过3%时,应严格控制温度,沓则易发生坩埚裂纹和炸罐事故。


(2)低温烧成阶段,400-600℃。系坩埚烧结的低温阶段。随着窑温的升高,坩埚中的结合水开始分解和排除。粘土中的主体成份A1203和Si02,一度形成游离状态:坩埚外表釉层尚未熔化,升温速度仍应缓慢进行,如若升温速度过快和不均匀,同样也易发生炸罐和塌垛事故。


(3)中温烧成阶段:700-900℃。这时,粘土中非晶形A1203,可能部分转化成y型结晶Al203在窑温逐步升高的情况下,以游离状态而存在的Al203和Si0',便结合成坚硬的硅酸盐的固化物(又称百化过程),把坩埚中的石墨,熟料连接固化为整体。在中温烧结过程中,石墨坩埚|石墨匣钵的外表釉层随着温度的升高逐渐溶化,形成一层玻璃状的釉膜,封闭或覆盖于坩埚表层,保护着坩埚不受氧化。这期间升温速度应快’窑中火焰以还原焰为佳。


(4)高温烧成阶段:此阶段温度为iooo-1200cc。此时坩埚中的粘土经中温烧结形成固化后,逐步向莫来石转化,如3A1203+2Si07:3Al203'2Si0,(莫来石)。这期间升温速度应比中温时加快(俗称放大火过程),窑中火焰应控制为中性焰或还原焰。坩埚在高温烧结过程中,釉层巳完全熔化,形成玻璃状釉膜,封闭于坩埚外表。若烧结温度超出釉料温度限度,易流脱造成坩埚的氧化。因此,在高温烧结过程中’应注意观察石墨坩埚|石墨匣钵釉层熔化状况,避免由于过烧而达不到烧结的目的。莫来石(3A1203'2Si02),系一种理化性能稳定的高级耐火矿物。密度、硬度、耐火度以及荷重软化点都很高,热膨胀系数小。在坩埚的组织结构中,起着重要的固结硬化及承荷作用。由此可知,在坩埚烧结过程中,由于可塑性耐火粘土的热效应作用把石墨、熟料固结为具有一定的机械强度的整体。因此,烧结温度的高低,操作过程中的温度控制,对石墨坩埚|石墨匣钵产品的质量和使用寿命,有着重要的影响。


石墨坩埚在使用过程中的优势有哪些?


坩埚在现在市场中有很多类型,我们在了解的时候还是应该看看哪些比较好,相信很多人本身在选择的时候都想要知道石墨坩埚的优势,我们通过对现在市场中标准石墨坩埚的了解可以发现,确实是有不少的优势特点。


优势一,就整个热导性和耐高温性能很好,现在市场中的半导体级石墨坩埚在具体使用过程中还可以很好的在高温系统中使用,对于一些抗应变性能方面还是很强,也具备优良的化学稳定性,是可以合理的来选择使用。


优势二,使用范围广泛,本身现在石墨坩埚在冶金、铸造、机械和化工等部门中都有广泛的使用,加上不少人本身在了解出售石墨坩埚的时候也发现在这些场所中都有在广泛的使用,确实是有带来了很多的便利性,都可以放心的来选择。


目前国内石墨坩埚生产工艺有两种:塑性成型生产工艺和压制成型生产工艺。以粘土为粘结剂的塑性成型工艺生产周期长,劳动强度大,工效低,用煤烧成,污染大,但因投资少,国内多采用此工艺;而等静压设备压制成型工艺采用清洁能源天然气烧结,则从根本上解决了污染问题,且减少生产工序近10道,周期短,工效高。
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