[发明专利]一种高纯石英坩埚及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼行业的耐火窑具，特别是一种高纯石英坩埚及其制造方法。

背景技术

在冶金和化学工业上，冶炼氧化物，如锆英砂加稀盐酸经高温溶化后可提取高纯度氧化锆，由于中间产品或原料中含有强酸性的腐蚀性液体，必须通过高温分解，因此需要一种耐1200℃以上高温、耐腐蚀、同时又不破裂具有韧性的坩埚。目前冶炼氧化物有采用不锈钢盘、主要成份为Al₂O₃的高铝质坩埚和透明石英坩埚。经实践应用，不锈钢盘在高温下不耐酸也不耐碱，而且容易给产品带进含铁杂质，高铝质坩埚遇酸容易腐蚀，在高温下容易脱层和破裂，同时杂质含量高，尤其是铁，严重影响产品质量，不能用于烧结的高纯产品。透明玻璃石英坩埚虽然能经受高温、耐腐蚀的考验。但光滑透明的石英玻璃，没有气孔率，再加上酸性的氧化物在烧结过程中容易在光滑的玻璃表面粘合一层很厚的薄膜，随着烧结的继续，氧化物层增厚，这样由于两层的膨胀系数相差悬殊，热稳定性差，在烧结过程就容易发生破裂。要减少和消除这层粘膜的形成，就要在每次烧结之后，用人工进行清除，劳动强度大，而且清除不干净，仍然会集累粘膜层。

发明内容

针对现有技术存在不耐腐蚀、易破裂、容易污染影响产品质量等缺点，发明了一种高纯石英坩埚及其制造方法，主要用于强酸性的中间产品烧结成氧化物或金属，特别是在锆化学制品烧结中应用。

本发明一种高纯石英坩埚及其制造方法的特点：采用SiO₂＞99.7％熔融石英，不含有其他杂质的纯白色晶体为主要原料，高纯石英坩埚坯件具有高的气孔率，这样坩埚盛有酸性的化工中间产品在烧结熔化状态和干固时不会因热膨胀而产生破裂，产品的价格比透明的石英坩埚低5～6倍。成品坩埚体积密度：1.90克/厘米³，显气孔率：≤20％，耐压强度：450公斤/厘米²。成品坩埚具有热膨胀系数小、热稳定性好、耐高温、耐酸和氯侵蚀、强度高、寿命长的优点。

为了实现以上目的，本发明一种高纯石英坩埚及其制造方法，采取的技术方案是：选用三种不同颗粒规格SiO₂＞99.7％的熔融石英晶体为主要原料，按重量百分比将颗粒直径Φ0.381mm 30％-40％、Φ0.173mm10％-15％、Φ0.0065mm 60％-45％的比例配比，颗粒直径允许误差都为±10％，另加添加结合剂乳酸0.2％-0.25％、去离子纯净水15％配制成浆料，浆料在球磨机球磨后浇铸到预制好的石膏模中，脱模、烘干后在自动推板式油窑内烧结成石英坩埚成品。

本发明不同颗粒的比例配比作用是：有利于不同形状石英坩埚的制造成品率。

添加结合剂乳酸的作用是：乳化、结合三种不同颗粒规格石英晶体原料与去离子纯净水的浆料，提高浇铸石英坩埚坯体强度。

去离子纯净水作用是：将熔融石英晶体原料配制成浆料，又无杂质影响高纯石英坩埚质量。

具体实施方式

下面以实施例对本发明一种高纯石英坩埚及其制造方法作进一步说明。

实例一：

制作冶炼高纯度氧化锆圆柱形石英坩锅：选用SiO₂＞99.7％的熔融石英晶体为主要原料，按重量百分比将颗粒直径Φ0.381mm 30％-34％、Φ0.173mm 10％-15％、Φ0.0065mm 60％-51％的比例配比，颗粒直径允许误差都为±10％，另加添加结合剂乳酸0.2％-0.25％、去离子纯净水15％配制成浆料，浆料置于球磨机中球磨、调浆2小时，把调浆好的料浆浇铸到预先准备好的圆柱形石膏模中，铸好后的坩锅坯自然干燥3小时脱模，合格的坩锅坯置放在120℃烘房里再烘48小时，烘干的石英坩埚坯在自动推板式油窑内，经1150℃-1170℃温度下1小时快速烧结成成品，成品石英坩埚经检验合格后用纸板箱包装。

实例二：