一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法与流程

本发明属于钛酸铝升液管，具体涉及一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法。

背景技术：

1、钛酸铝以其独特的低热膨胀性能被冶金、化工、环保等各个行业所广泛使用。作为低热膨胀性能中耐高温性能最好的一种，钛酸铝在汽车、化工、玻璃、冶金等方面有着各种各样的应用。如升液管、测温热电偶保护套、坩埚、过滤器等。升液管是一种用于低压铸造的配件，其主要作用是导流和补缩的通道，它与坩埚盖以可拆卸的方式进行密封连接，组成承受压力的密封容器。其性质要求必须使用耐高温、抗热震、耐铝液腐蚀以及良好的气密性，并且要有长期抗热冲击疲劳性的材料；钛酸铝熔点高，抗热振性能好，热膨胀系数低，且具有有色金属不润湿特性，是非常好的升液管材料。

2、钛酸铝常见合成方式主要是二氧化钛与氧化铝、氧化镁及其他氧化物反应烧结获得。莫来石主要成分为氧化铝和氧化硅，耐高温性质好，杂质含量低、具有非常低的铁和碱金属等氧化物含量，因此耐火度高；低热熔、低导热率，可以作为钛酸铝原料。由于钛酸铝中的al3+离子束缚能力弱，受热易发生晶格连续变形从而导致分解，如果想要使其稳定，需要加入添加剂使得钛酸铝的晶型发生畸变，使其稳定从而不易分解；现如今使用最多的添加剂为氧化镁，氧化锆等。此外，钛酸铝的机械性能差是一个很大的弱点，为了解决这些问题，需要加入其他氧化物作为助剂，以提高其性能。传统的钛酸铝合成方式多为二次合成或者多次合成，第一步需要将原料进行预处理烧成，其主要目的是为了通过预处理使得原料晶格畸变增加，反应活性增加，从而降低合成温度，但是这增加了能耗以及工艺的繁琐性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，生产效率更高，节约能源，更有利于大型工业生产。

2、本发明所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，包括如下步骤：

3、(1)将原料混合，球磨，干燥后过筛，静置冷却得到粉体；

4、(2)将粉体过筛后进行冷等静压塑形得到素坯；

5、(3)将素坯进行加工后，烧结成型；

6、原料包括氧化铝、二氧化钛、氧化锌和碳酸锶。

7、优选的，氧化铝、二氧化钛、氧化锌和碳酸锶分别占原料的质量百分比为：

8、氧化铝40％-48％；

9、二氧化钛44％-52％；

10、氧化锌1％-4％；

11、碳酸锶1％-4％。

12、优选的，球磨至粒度d50＝2-2.3μm。

13、优选的，干燥至挥发分≤0.5％。

14、优选的，静置冷却时间≥24h。

15、优选的，步骤(1)和步骤(2)中，过筛为过筛80#筛。

16、优选的，步骤(2)的具体工艺为：将粉体过筛后装入定型胶套，使用冷等静压设备缓慢加压，保压5min以上，缓慢降压，得到素坯。

17、优选的，加压至100-150mpa。

18、优选的，烧结温度为1500-1600℃。

19、本发明选择碳酸锶、氧化锌作为添加剂对钛酸铝进行改性：碳酸锶中的氧化锶、氧化锌能够在一次合成烧结工艺引起钛酸铝晶格的畸变，而其他单独添加剂或复合添加剂均不能在一次合成中保证钛酸铝晶格畸变保持稳定，必须采用二次或三次合成才能保证钛酸铝晶格畸变，从而提高钛酸铝的稳定性、机械强度和抗热震性能。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明钛酸铝陶瓷升液管性能优良，相对于传统方法，本发明无需将原料粉末进行预处理烧成，这是因为氧化锌和碳酸锶同时加入能使晶粒细化并且可以降低钛酸铝的烧成温度，且制得的钛酸铝不分解，因此可以一次合成钛酸铝陶瓷，即仅需一次烧成即可，从而节省更多的时间和能源，实现了节能高效，更有利于大型工业生产。

技术特征：

1.一种一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，氧化铝、二氧化钛、氧化锌和碳酸锶分别占原料的质量百分比为：

3.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，球磨至粒度d50＝2-2.3μm。

4.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，干燥至挥发分≤0.5％。

5.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，静置冷却时间≥24h。

6.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，过筛为过筛80#筛。

7.根据权利要求1所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，步骤(2)的具体工艺为：将粉体过筛后装入定型胶套，使用冷等静压设备加压，保压后，降压，得到素坯。

8.根据权利要求7所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，加压至100-150mpa。

9.根据权利要求7所述的一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法，其特征在于，烧结温度为1500-1600℃。

技术总结本发明属于钛酸铝升液管技术领域，具体涉及一次合成钛酸铝陶瓷升液管的方法。本发明包括如下步骤：(1)将原料混合，球磨，干燥后过筛，静置冷却得到粉体；(2)将粉体过筛后进行冷等静压塑形得到素坯；(3)将素坯进行加工后，烧结成型；原料包括氧化铝、二氧化钛、氧化锌和碳酸锶。本发明生产效率更高，节约能源，更有利于大型工业生产。技术研发人员：魏晴晴,吕洪领,高礼文,孙林帅,朱鑫宁,孙兆江受保护的技术使用者：泰晟新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5