一、原料准备
原料选择:采用高纯度的氧化铝作为主要原料,这些原料可以是天然矿石,也可以是化学合成的粉末。高纯度的氧化铝是确保最终产品质量的基础。
研磨与混合:将氧化铝粉末通过研磨机进行研磨,使其颗粒粒度均匀。随后,将研磨后的氧化铝粉末与适量的添加剂进行混合。添加剂的选择和比例根据所需产品的性能进行调整,常用的添加剂包括氧化钠(Na2O)等,它们有助于改善烧结过程中的结晶生长。
二、成型
成型方式:将混合后的粉末放入成型机中进行成型,常用的成型方式包括压制成坯体、注塑成形等。成型过程需要确保坯体具有一定的强度和形状稳定性,以便后续工艺的进行。
三、干燥与预烧
干燥:将成型后的坯体放入烘箱或干燥室中进行干燥,以去除其中的水分。干燥过程需要控制温度和时间,以避免坯体产生裂纹或变形。
预烧:将干燥后的坯体放入预烧炉中进行预烧。预烧过程中,坯体逐渐升温到一定温度,使有机物燃尽,氧化铝颗粒开始结晶生长。预烧是烧结前的重要步骤,有助于形成致密的烧结体。
四、烧结
烧结设备:采用高温烧结炉进行烧结,常用的烧结设备为高温竖窑。竖窑内温度可达1900~1950℃,能够确保氧化铝颗粒在相邻颗粒之间形成烧结颗粒,实现板状刚玉的烧结。
烧成工艺:采用速烧速冷的烧成工艺。在高温下,氧化铝颗粒迅速结晶生长,形成无晶界的板状刚玉。随后,通过快速冷却的方式,使烧结体内部产生大量的晶内微气孔,这些气孔有助于提高烧结板状刚玉的抗热震性。
五、后处理
后处理工艺:完成烧结后,对板状刚玉进行表面处理、研磨、切割等工艺,以满足具体的使用要求。这些工艺有助于进一步提高产品的质量和性能。
六、性能特点
物理性能:烧结板状刚玉具有高密度、低气孔率、低吸水率等优良性能。其体积密度可达到3.68g/cm³以上,显气孔率小于3%,吸水率小于0.8%。
抗热震性:由于烧结过程中产生的晶内微气孔的存在,烧结板状刚玉具有优良的抗热震性,能够有效抵抗热冲击并防止裂缝扩散。
板状刚玉烧结生产工艺是一个复杂而精细的过程,需要严格控制各个环节的工艺参数和条件,以确保最终产品的质量和性能。