[发明专利]高硅氧玻璃耐火制品的制备工艺

说明书

本发明属于无机材料的成型技术领域，涉及一种耐火制品的制备工艺，尤其涉及以高硅氧多孔玻璃为材料的大型、异形、高精耐火制品的制备工艺。

“高硅氧玻璃”是由美国康宁公司于1934年首先发明，1939年便以Vycor命名出售相关产品。高硅氧玻璃是由硼硅酸盐玻璃首先经分相、酸处理制成高硅氧多孔玻璃，再经烧结而成。其SiO₂含量约为96％，并具有类似于熔融石英玻璃的诸多优点，如耐热温度高(800℃以下可以反复使用)，膨胀系数小(＜8×10^-7/℃)，耐温急变性好(可经受1000℃以上的温度急变)等。主要应用于制作一些耐热、透光、薄壁的玻璃制品，如大功率灯管，烧器等。而高硅氧多孔玻璃则可用于催化剂担体，液体过滤，气体吸收以及掺杂处理等材料。由于材料在酸处理过程中会产生较大的溶胀效应，在烧结过程中出现较大的体积收缩，所以非常容易开裂甚至破碎，这就限制了高硅氧玻璃制品的尺寸和形状，最大厚度通常不超过10mm。

许多专利、文献公开或报导了与高硅氧多孔玻璃相关的技术，如：[1]“微孔玻璃的制造”硅酸盐学报[1](1989)38～44[2]＂Method of Making High Silica Glass＂USP 2355746(1944)[3]＂Properties of Some Vycor-Brand Glass＂J.Am.Ceram.Soc.27[10](1944)299～305[4]＂Method of Making Ulatraviolet Transmitting High Silica Glass＂USP 2505001(1950)[5]＂Method of Leaching High Silica Glass Having 0.5～2.0％ P₂O₅＂USP3785793(1974)[6]＂Effect of Heat-treatment on the Density and Constitution of High-silica Glasses of the Borosilicate Type＂J.Am.Ceram.Soc.31[7](1948)177～86[7]＂Scanning Electron Micrographs of Phase-separated Glasses in TheSystem Na₂O-B₂O₃-SiO₂＂J.Am.Ceram.Soc.53[1](1970)64[8]＂HCl Leaching Rate and Microstructuer of Phase-SeparatedBorosilicate Glasses＂J.Am.Ceram.Soc.61[11～12](1978)509～12。

上述的专利或文献涉及的内容主要为：硼硅酸盐玻璃的组成范围，分相机理，高硅氧多孔玻璃的制备工艺、高硅氧玻璃的烧结工艺，高硅氧玻璃的性能及可能的应用等等。而以高硅氧多孔玻璃为原料制备大型、异形耐火制品方面的技术未见报导。

陶瓷注浆成型是一种生产陶瓷或耐火材料制品的传统工艺，即将陶瓷原料制成料浆，浇注在石膏模型中成型，脱模后干燥再烧结的工艺。简单地套用陶瓷注浆成型及烧结工艺生产以高硅氧多孔玻璃为原料的大型耐火制品显然是不可能的，必须采用特殊的加工工艺。由于高硅氧玻璃材质的耐火制品具有与其他耐火材料明显不同的优异性能，如：SiO₂含量高(＞95％)，对硅酸盐玻璃熔体不会产生污染；显气孔率小(＜1％)，玻璃熔体中不易引入气泡，并增强制品的抗侵蚀性；膨胀系数小(＜8×10^-7/℃)，抗温急变性好(能经受1000℃以上的温度急变)，耐火制品可以直接放入高温(＞1000℃)中使用，不会炸裂。因此，尽快开发以高硅氧多孔玻璃为材料的高精耐火制品的制备工艺已成为产业部门尤其是彩色和黑白显像管玻壳生产企业的迫切需要。

本发明的目的在于提供一种以高硅氧多孔玻璃为材料的高精耐火制品的制备工艺，尤其是高硅氧玻璃料碗的制备工艺，以满足有关部门的需要。

本发明的构思是这样的：

以高硅氧多孔玻璃为原料，在特定的工艺条件下，采用陶瓷注浆法成型，再经干燥、烧结，冷加工，制备各类大型、异形、高致密度的耐火制品。根据上述构思，本发明提出了如下所述的技术方案：