專利名稱：非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及的是非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法目前，國內(nèi)生產(chǎn)以碳為著色劑的黑色陶皆使用“滲碳法”，即材料坯在氧化氣氛中，逐步加熱坯件至800～1150℃之間，燒結(jié)后逐步冷卻；然后再在還原氣氛下，采用氣化有機物發(fā)煙的“熏黑法”生產(chǎn)。這種煙熏法只能生產(chǎn)黑皮灰陶或黑皮紅陶器皿，且密度、硬度較低；不能燒制超高溫碳化材料為其他領域所使用。
本發(fā)明的目的是采用非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法，克服現(xiàn)有生產(chǎn)方法的缺點。
本發(fā)明的方法是以陶土、瓷土或其他巖性材料經(jīng)粉碎后作為碳化陶瓷的基料，均勻和入基料總量的0.5～80％非氣化揮發(fā)性含碳有機化合物或工業(yè)親水性碳粉；然后粉碎加水制成坯件。
將完全干燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯中至燒成。
本發(fā)明的制造方法的具體步驟及原理詳細描述如下1.配料以陶土、瓷土或其他巖性材料經(jīng)粉碎后作為碳化陶瓷的基料，視碳化陶瓷材料的不同用途，均勻和入基料總量的0.5～80％非氣化揮發(fā)性含碳有機化合物或工業(yè)親水性碳粉作為碳化劑，然后粉碎加水制成坯件。
2、燒制a.窯具采用中國自宋代起，為提高瓷器質(zhì)量開始使用的匣體燒制。
b.方法將完全干燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋。匣體內(nèi)除底部有小孔之外，相對保持密封不透空氣狀態(tài)。視燒制特殊材料的需要，裝窯之前，除匣底盛放除氧劑之外，匣內(nèi)同時可充進二氧化碳、氮氣或惰性氣體，再用石臘封住底部進出氣小孔。最后以若干個匣體錯位疊放裝滿整個窯體內(nèi)腔進行燒制。
燒制時，當匣體內(nèi)的坯件溫度達到500℃左右時，除氧劑去除了匣體中的游離氧，因坯體中除少量碳酸鹽在高溫的作用下開始折出二氧化碳氣體之外，含碳有機化合物分解釋放出可燃性氣體和水蒸汽，從而使匣體內(nèi)的小環(huán)境初步成為一個弱還原氣氛；此時的坯件開始變?yōu)辄S褐色。當匣內(nèi)溫度達至700度左右時，還原氣氛除得到進一步加強之外，坯件內(nèi)含碳有機化合物也完成了脫水并折出游離碳而轉(zhuǎn)為通體黑色的碳化過程。以普通陶土作基料時，溫度在900～1150度之間，碳化陶完成燒結(jié)；當以二氧化鋁為主要成份的瓷土作基料時，溫度達1320度左右時，碳化瓷完成燒結(jié)。用其他基料燒制特殊用途的碳化陶瓷材料時，視其基料和匣體的耐溫程度，可將溫度提高到1500℃左右，適當控制降溫速度，可得到結(jié)晶較好的碳化陶瓷材料。
碳化陶瓷燒成之后，在窯體全面降溫的條件下，匣體內(nèi)氣體因溫度降低發(fā)生收縮現(xiàn)象而形成負壓，造成外界空氣的進入，由于進出氣孔由除氧劑所覆蓋，限止了游離氧的再進入，從而避免發(fā)生燒成材料在高溫下被氧化的現(xiàn)象。
本發(fā)明制造方法的效果有以下幾點1.在材料燒結(jié)溫度達到的前提下，燒制簡單，成功率很高；2.視基料和匣體的耐高溫性能，可燒制超高溫碳化陶瓷材料；3.由于采用含碳有機化合物為碳化劑，所以燒制的成品具有耐光、耐腐蝕作用，同時也屬于無重金屬、無毒害產(chǎn)品；4.由于燒制過程中，無須洇水，一次性高溫燒成，故可以采用現(xiàn)代流水線工業(yè)化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法，其特征在于以陶土、瓷土或其他巖性材料經(jīng)粉碎后作為碳化陶瓷的基料，均勻加入基料總量的0.5～80％非氣化揮發(fā)性含碳有機化合物或工業(yè)親水性碳粉，然后粉碎加水制成坯件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法，其特征在于將完全干燥的坯件，裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯中至燒成。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是非滲碳法碳化陶瓷材料制造方法。其特征在于以陶土、瓷土或其他巖性材料經(jīng)粉碎后作為碳化陶瓷的基料，均勻加入基料總量的0.5～80％非氣化揮發(fā)性含碳有機化合物或工業(yè)親水性碳粉，然后粉碎加水制成坯件，將完全干燥的坯件；裝入底部盛放有除氧劑和坯件支架的匣體中，匣體底部中間開有進出氣小孔，孔上為除氧劑所覆蓋，再將匣體放入窯燒制。用本法制造碳化陶瓷材料具有燒制窯型多樣化、簡單、成功率高；產(chǎn)品具有耐光、耐腐蝕、高密度特點；可超高溫燒制和工業(yè)化生產(chǎn)；同時也屬于無重金屬、無化學毒害產(chǎn)品。
文檔編號C04B33/13GK1524822SQ0310654
公開日2004年9月1日 申請日期2003年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月1日
發(fā)明者俞洪順 申請人:俞洪順