专利名称：软磁铁氧体氮窑烧结用台板的制作方法
软磁铁氧体氮窑烧结用台板技术领域
本发明是对软磁铁氧体烧结氮窑用台板的改进，尤其涉及一种有效使用寿命长 (例如> 120次)的软磁铁氧体烧结氮窑用台板。
背景技术：
软磁铁氧体为电子工业基础功能材料，其烧结有特殊要求，在30— 36m推进式氮 窑1340-1400°C，同时既有烧成氧化气氛，又有氮气保护气氛，其烧结氮窑用台板是承载产 品推进运行的关键部件(也称推板)，不仅要满足软磁铁氧体烧结高温及气氛条件，而且要 求薄台板(一般厚度只有30mm左右)承受20-30kg/cm2压力，以及传输被烧产品长距离推 进挤压力，经受从室温一高温一室温长期循环引起的高低温不断变化冲击(每20—30h左 右循环一次(炉内))，有长的使用寿命。台板在使用过程中只要有一块发生破碎、掉块爬板、 粘结或变形，就会导致无法继续推进而被迫停窑进行翻顶处理的重大事故，给使用者造成 较大经济损失。因此，软磁铁氧体烧结氮窑要求台板，不仅要求具有优良的耐高温性能、较 高的机械强度和耐磨性、好的抗热震稳定性和体积稳定性，还要求对烧结产品无污染，以及 保证台板的一致性，对台板综合性能要求极高。如有损坏，不仅损失的为台板，尤其是必须 停窑检修，给生产带来极大损害。此苛刻的烧成环境，通常采用莫来石质台板，其他材质台 板例如堇青石、刚玉材质因耐火度低或膨胀大，碳化硅因不耐氧化，基本都不能使用。
人们为提高莫来石台板有效使用寿命，对组成材质进行了不断改进，例如。
中国专利CN1872796红柱石窑具制品，由重量百分比为10% 80%的红柱石颗 粒、5 % 40 %的刚玉颗粒、5 % 40 %的莫来石颗粒、5 % 30 %的铝微粉和5 % 15 %的 硅微粉组成原料，以占原料总重4%的硅溶胶作为结合剂。虽然报导使用寿命80-150次，一 是产品性能波动较大，二是未报导用于烧制条件苛刻的软磁铁氧体烧结。
中国专利CN1763465软磁铁氧体烧结氮窑推板，重量百分比(％ )电熔莫来 石 0. 5-3mm40-45,0. 06-0. 5mm5_8，< 0. 04mml8_22，板状刚玉 0. 5-3mm8_12，电熔白刚玉 0. 06-0. 5讓1-3，α氧化铝< 0. 045讓10-14，< 4 μ m4_6，二氧二硅微粉2-4,外加硅铝凝胶 8-9。未报导使用寿命。
中国专利CN1669980刚玉-莫来石复合陶瓷推板，组分重量百分比莫来石颗粒 彡3mml0 50%，氧化铝颗粒彡3mml2 60%，氧化铝微粉彡180目10 25%，莫来石微粉 彡320目0 12%，超细硅微粉彡320目3 7%，硅铝凝胶2 6%，三氟化铝0 1. 5%。 报导使用寿命80次。
中国专利CN101456748软磁铁氧体烧结窑用推板，组分及各组分质量百分比为 红柱石颗粒40 % 80 %，刚玉颗粒10 % 40 %，氧化铝微粉5 % 20 %，超细熔融石英粉 5% 15%，外加促烧剂A1F30. 1^-3% ；外加结合剂2 5%。报导使用寿命96次。
上述现有技术表明，虽然人们对软磁铁氧体烧结承载用台板不断通过物料组配改 进，试图提高其使用寿命，追求长寿命，但要突破长寿命(例如稳定> 120次)，难度很大，由 于软磁铁氧体特殊的烧结要求及环境，摸索得到长寿命台板是极不容易的，并且客观上耐火材料的强度与抗热震性(耐冷热急变性)，本身就是一对矛盾，要同时提高并不是一件易事。发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种使用寿命能稳定大于120次 长寿命的软磁铁氧体烧结氮窑用台板。
经申请人对此台板长期研究发现，造成引起台板使用寿命受到限制，难以稳定突 破120次的长寿命，主要损坏原因正是抗热震性和机械强度这对矛盾，以及抗气氛腐蚀性 不够。抗热震性不够会导致台板使用次数不多就产生开裂；机械强度低同样会产生开裂或 断裂，以及会产生掉块剥落，造成后面台板爬坡；在交变烧成气氛环境下，抗腐蚀性弱，同样 也会造成脱层、掉块和剥落，这些都会影响使用寿命的进一步提高。本发明目的实现，在充 分掌握了限制使用寿命提高的因素基础上，主要改进是在组成莫来石相骨料中加入石英颗 粒料，同时在基质料中加入二氧化锆微粉，从而克服现有技术的不足，实现本发明目的。具 体说，本发明软磁铁氧体烧结氮窑用台板，其特征在于组成为烧结莫来石颗粒< 3 mm30-70wt%石英玻璃颗粒< 0. 5 mm2-4. 5wt%烧结刚玉颗粒< 3 mm10-35wt%氧化铝微微粉< 320目5-20wt%二氧化锆微粉彡320目3-10wt%硅微粉彡320目3-10wt%。
本发明试验发现。
骨料中加入2-4. 5wt% ^ 0. 5 mm石英玻璃颗粒，在本发明组成中，石英玻璃的低膨 胀性，恰当量的颗粒石英玻璃使得骨料级配的热膨胀系数得到降低，确保了体积稳定性，同 时了增加了所得莫来石的韧性，因而提高了台板的抗热震性和机械强度。同时试验表明，加 入石英玻璃颗粒，其粒径要小于基础骨料颗粒例如< 0. 5 mm，其效果明显，如果颗粒与骨料 相等，使用中高温环境易被压缩而不能保持台板的体积稳定性，会产生不希望出现的负面 作用。虽然中国专利CN101456748也公开在基质中加入5_15%超细熔融石英粉，申请人试 验其所起作用与本发明骨料中加入完全不同，它达不到降低烧成台板的热膨胀系数，因此 其使用寿命提不高，这可能是熔融石英成为超细粉，能提高烧结后强度，却不具有或不能发 挥其低膨胀性作用，并且耐火材料中骨料的热膨胀产生的作用要大于基质的热膨胀。
基质中加入3_10wt%的二氧化锆微粉，通过二氧化锆的马氏体相变引入负膨胀机 制，使基质的热膨胀系数降低，使之能够吸纳骨料的部分热膨胀量减小热应力，从而进一步 提高台板的抗热震性；同时加入二氧化锆，其化学惰性提高了抗气氛腐蚀能力。
采用经人工处理的烧结莫来石颗粒代替红柱石，有效减少了高温挥发物污染烧成 产品，降低了对产品的污染。
本发明进一步更好组成为烧结莫来石颗粒< 3 mm55-65wt%石英玻璃颗粒< 0. 5 mm2-4. 5wt%烧结刚玉颗粒彡3 mm15-25wt%氧化铝微微粉< 320目5-20wt%二氧化锆微粉彡320目6-8wt%硅微粉彡320目6-8wt%。
技术人员显然清楚和理解，同任何耐火组合物，前述给出的粒径及加入量，仅是为 实现发明目的试验最佳区间值，并非数学概念上的精确极限值，适当少量偏离同样能够达 到发明基本效果。
为降低烧结温度，节约能源，还可以外加烧成助烧剂0. 5wt%三氟化铝。外加组份三氟化铝。
本发明台板制备，基本同现有耐火组合物及台板制备方法，包括物料均勻混合，困 料一时间使水份被颗粒均勻吸收(例如8-48小时)，机压成型，干燥(例如在干燥箱内经 100-150°C干燥 12-48 小时)，1380_1600°C烧成。
本发明软磁铁氧体烧结氮窑用台板，相对于现有技术，由于选择采用在骨料和基 质中同时加入少量石英颗粒料和二氧化锆微粉，通过同时降低骨料及基质的热膨胀系数， 提高其抗热震性能(热膨胀率彡0. 6%(20-1000°C )，较好解决了台板的开裂问题；同时二氧 化锆微粉，还兼具提高抗气氛腐蚀能力，使得台板防侵蚀性能同时得到提高；并且加入后与 组成物料有很好的协同作用，并不降低机械强度(抗折强度> 9. OMPa)，使强度和抗热震性 矛盾得到很好的协调。上述使得台板综合性能有较大提高，制备产品稳定性好，经试验试用 于软磁铁氧体烧结氮窑循环次数稳定超过120次。同时采用经人工处理的烧结莫来石颗粒 代替红柱石，有效减少了高温挥发物污染烧成产品，降低了对产品的污染。
以下结合三个具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明实质，但实施例 具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对 本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/ 或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范 围。
具体实施方式
实施例原料组配如下表1。首先将称量原料在混料机中混勻，困料M小时后，将 上述物料置于模型内机压成型，将成型的坯体在干燥箱内经120°C左右干燥30小时，将干 燥后的坯体在1520°C温度烧制。
表1实施例及比较例组份配比(wt%)及性能
权利要求
1.软磁铁氧体烧结氮窑用台板，其特征在于组成为烧结莫来石颗粒< 3 mm30-70wt%石英玻璃颗粒< 0. 5 mm2-4. 5wt%烧结刚玉颗粒彡3 mm10-35wt%氧化铝微微粉< 320目5-20wt%二氧化锆微粉< 320目3-10wt%硅微粉< 320目3-10wt%。
2.根据权利要求1所述软磁铁氧体烧结氮窑用台板，其特征在于组成为烧结莫来石颗粒< 3 mm55-65wt%石英玻璃颗粒< 0. 5 mm2-4. 5wt%烧结刚玉颗粒彡3 mm15-25wt%氧化铝微微粉< 320目5-20wt%二氧化锆微粉彡320目6-8wt%硅微粉彡320目6-8wt%。
全文摘要
本发明是对软磁铁氧体氮窑烧结用承烧台板的改进，其特征是组成采用烧结莫来石颗粒≤3㎜30-70wt%，石英玻璃颗粒≤0.5㎜2-4.5wt%，烧结刚玉颗粒≤3㎜10-35wt%，氧化铝微微粉≤320目5-20wt%，二氧化锆微粉≤320目3-10wt%，硅微粉≤320目3-10wt%，外加三氟化铝0.5wt%。相对于现有技术台板综合性能大幅提高，制备产品稳定性好，经试验试用于软磁铁氧体烧结氮窑循环次数稳定超过120次，同时降低了对产品的污染。
文档编号F27D5/00GK102032794SQ201010596640
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者王立平 申请人:江苏三恒高技术窑具有限公司