本發(fā)明涉及一種電真空行業(yè)中95％氧化鋁陶瓷管殼用金屬化1410℃高溫乳濁釉。
背景技術(shù)：
釉是覆蓋在陶瓷表面的一層近似玻璃態(tài)的物質(zhì)，它具有與玻璃相似的某些物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，例如各向同性，沒(méi)明顯的熔點(diǎn)、具有光澤、硬度大、能抗酸和堿的侵蝕(氫氟酸和熱堿除外)。故現(xiàn)有電真空95％AL2O3陶瓷管作為電真空開關(guān)，大功率可控硅、電真空繼電器、電真空電容器、高頻大功率電子管等電真空器件的外殼均需要在瓷殼外表面進(jìn)行上釉，其釉面是用于覆蓋在開關(guān)管管殼表面作為防護(hù)瓷體表面不受污染所用，而且一般均與金屬化層一起在氫爐中燒結(jié)而成。所以釉的成熟溫度與燒成必須要適應(yīng)目前的金屬化燒結(jié)工藝，因此研制新釉的配方時(shí)首先要明確以下工藝參數(shù)：釉的成熟溫度要與金屬化燒結(jié)最高溫度一致；在氫爐中經(jīng)過(guò)金屬化燒結(jié)工藝最終成釉；釉表面平整不含氣泡；無(wú)裂紋、無(wú)針孔、無(wú)色、光亮美觀。
釉配方屬長(zhǎng)石—滑石系透明釉，其釉中會(huì)含有氣泡，在日光燈下觀測(cè)由于光的折射作用不同，會(huì)出現(xiàn)類似豬毛孔狀或桔皮狀特征，外觀不細(xì)膩，影響美觀；另外也易產(chǎn)生水波紋狀的釉不平，即在燈光下觀測(cè)釉面非一條直線而是曲曲折折的，從而大大影響了釉件的外觀美感，從而影響了裝整管后的整管外觀質(zhì)量。
目前有采用乳濁釉的相關(guān)報(bào)道，乳濁釉中的氣泡看不見(jiàn)，用乳濁劑使氣泡發(fā)生散光后看不到釉內(nèi)的氣泡，但乳濁度又不十分高，又具有透明釉的光亮感，這種乳濁釉的方式在行業(yè)內(nèi)有所應(yīng)用。如專利申請(qǐng)?zhí)枺?01310272969.X，發(fā)明名稱：一種復(fù)合乳濁釉的制備方法，公開了一種乳濁效果好、成本低、白度高、釉面整體完好的乳濁釉。該專利應(yīng)用于日用陶瓷技術(shù)領(lǐng)域,而且燒成溫度較低(1150-1250℃)，燒成范圍較寬,燒成制度也完全不同,用普通窯爐燒成即可。
目前，國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)適用于95瓷金屬化用1410℃高溫乳濁釉配方技術(shù)鮮有報(bào)道，研制出了適用現(xiàn)有金屬化工藝技術(shù)條件下的乳濁釉配方，所批量生產(chǎn)的產(chǎn)品外觀釉層質(zhì)量能達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，釉層外觀細(xì)膩、平整(燈光下觀測(cè)一條直線)，光澤度，白度也很高，光亮美觀，是當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種乳濁釉。本發(fā)明還提供了該乳濁釉的制備工藝和用途。
本發(fā)明提供了一種乳濁釉，它是由如下重量百分比的原料制備而成：
長(zhǎng)石：20～30％、燒滑石：5～10％、SrCO3：3～7％、生高嶺土：3～6％、煅燒高嶺土：4～10％、SiO2：35～45％、鋯英石粉：4～18％、ZnO2：0.5～2.1％、LiCO3：0.3～1.8％、K2CO30.1～0.8％。
進(jìn)一步優(yōu)選地，它是由如下重量百分比的原料制備而成：
長(zhǎng)石：25～26％、燒滑石：5～6％、SrCO3：3～4％、生高嶺土：3.5～4.5％、煅燒高嶺土：6～7.5％、SiO2：36～38％、鋯英石粉：14～16％、ZnO2：0.5～1.5％LiCO3：0.3～0.6％、K2CO3 0.3～0.5％。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，它是由如下重量百分比的原料制備而成：
配比1：長(zhǎng)石25.5％、燒滑石：5.7％、SrCO3：3.3％、生高嶺土：4％、煅燒高嶺土：7.2％、SiO2：37.2％、鋯英石粉：15.35％、ZnO2：1％、LiCO3：0.4％、K2CO3 0.35％；
或
配比2：長(zhǎng)石26％、燒滑石：5％、SrCO3：3.2％、生高嶺土：4％、煅燒高嶺土：6.8％、SiO2：37.8％、鋯英石粉：15.45％、ZnO2：1％、LiCO3：0.4％、K2CO3 0.35％；
或
配比3：長(zhǎng)石25.7％、燒滑石：5.2％、SrCO3：3.3％、生高嶺土：3.5％、煅燒高嶺土：6.5％、SiO2：38％、鋯英石粉：15.85％、ZnO2：1.2％、LiCO3：0.4％、K2CO3 0.35％；
或
配比4：長(zhǎng)石26％、燒滑石：5.2％、SrCO3：3.3％、生高嶺土：4.5％、煅燒高嶺土：7.5％、SiO2：36.2％、鋯英石粉：15.55％、ZnO2：1％、LiCO3：0.4％、K2CO3 0.35％；
或
配比5：長(zhǎng)石25.8％、燒滑石：5.2％、SrCO3：3.3％、生高嶺土：4.5％、煅燒高嶺土：7.5％、SiO2：36.2％、鋯英石粉：15.75％、ZnO2：1％、LiCO3：0.4％、K2CO3 0.35％。
其中，所述的燒滑石的煅燒溫度為1300～1350℃；煅燒高嶺土的溫度為850～900℃。
本發(fā)明提供了所述的乳濁釉的制備方法，它包括以下步驟：
a、原材料前處理：
1)生高嶺土的制備：
選料：挑選時(shí)粘土塊度小，剔除游離石英，色澤一致的粘土塊；球磨：料：球：水＝1：3：1.5～2.5；球磨22±2小時(shí)出磨；烘料，磨好的粘土進(jìn)入天然氣烘房烘料，烘房溫度300±50℃,烘料70～90小時(shí)，即得；
2)煅燒高嶺土的制備
煅燒：選白色塊狀的高嶺土，用高壓空氣吹去灰塵，煅燒850—900℃；球磨：料：球：水＝1：3：0.9—1.5，球磨22±2小時(shí)，全部過(guò)100目篩；烘料，磨好的熟高嶺土進(jìn)入天然氣烘房烘料，烘房溫度300±50℃,烘料70～90小時(shí)，即得；
3)石英砂的處理
球磨：料：球：水＝1：2.8：0.35—0.45，球磨30±5小時(shí)，出磨前必須先測(cè)萬(wàn)孔篩余：0.04％≤K≤0.13％,出磨全部過(guò)250目篩；烘料：磨好的石英砂進(jìn)入天然氣烘房烘料，烘房溫度300±50℃,烘料70～90小時(shí)；
4)鉀長(zhǎng)石的制備
選料:挑選時(shí)塊度盡量小，選用肉紅色及綜紅色的石料，并沖洗干凈石塊表面雜質(zhì)，煅燒1000—1100℃；球磨料：球：水＝1：2：0.30—0.40，球磨22±2小時(shí)，出磨測(cè)萬(wàn)孔篩余，要求：0.1％≤K≤0.6％,出磨全部過(guò)100目篩；烘料：磨好的石英砂進(jìn)入天然氣烘房烘料，烘房溫度300±50℃,烘料70～90小時(shí)；
5)滑石粉的制備
選料:挑選時(shí)塊度盡量小，選用淺紅色、粉紅色、蠟黃色、白色等色澤均勻的滑石塊石料，并沖洗干凈石塊表面雜質(zhì)；干磨：料：球＝1：2，球磨22±2小時(shí)，將磨好的滑石粉過(guò)100目振動(dòng)篩，篩余重新返磨；煅燒：將磨好的滑石粉進(jìn)電窯進(jìn)行煅燒1300—1350℃；
b、釉料的制備方法：
按配方稱取各釉用原料進(jìn)行球磨，其中料：球：水＝1:2:0.65—0.75，球磨時(shí)間：16±1小時(shí)，釉料出磨過(guò)100目篩并進(jìn)行除鐵處理，即得本發(fā)明乳濁釉。
進(jìn)行噴釉前紅釉漿的配制方法：
1.釉漿配制比例
2.將稱好的原料，按釉漿、膠、酸性大紅溶液順序倒入攪漿機(jī)攪拌15分鐘以上,紅釉漿配制要求粘度控制在0.15-0.58Pa.s進(jìn)行噴釉。
本發(fā)明還提供了上述乳濁釉制備成陶瓷，它是將所述乳濁釉采用噴釉方式對(duì)陶瓷坯體經(jīng)施釉、干燥、燒釉、冷卻后得陶瓷。
其中，所述的噴釉包括機(jī)械噴釉、手工噴釉；其中，機(jī)械噴釉使用自動(dòng)噴釉機(jī)，釉漿粘度控制在0.15～0.25Pa.S，噴釉壓力0.4±0.1MPa；手工噴釉：釉漿粘度控制在0.35～0.58Pa.S，噴釉壓力0.2±0.05MPa。
其中，所述的燒釉溫度為1410℃±20℃。
本發(fā)明應(yīng)用于特殊專業(yè)電真空開關(guān)管行業(yè)，釉用原料要求，其制備生產(chǎn)工藝與上述專利也完全不同，此釉適用于95％氧化鋁瓷坯上釉，燒成溫度高，必須在真空爐中與金屬化燒結(jié)工藝匹配并進(jìn)行同步燒成釉，燒成溫度達(dá)1410℃±20℃。
本發(fā)明研制出了適用于現(xiàn)有上釉及金屬化工藝技術(shù)條件下的高溫乳濁釉配方，高溫800℃熱震性能和低溫負(fù)50℃沖擊試驗(yàn)反復(fù)10次釉面無(wú)變化，此高溫乳濁釉具有高表面電阻率，不吸潮、不易被污染、易清洗，同時(shí)光潔、平整、美觀，耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度等也有所提高，批量生產(chǎn)的產(chǎn)品外觀釉層質(zhì)量能達(dá)到國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，釉層外觀細(xì)膩、平整(燈光下觀測(cè)一條直線)，光澤度也很高，光亮美觀，外觀感非常漂亮，直接提升了所生產(chǎn)真空開關(guān)管的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施方式
下面以實(shí)施例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的范圍不受實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1本發(fā)明乳濁釉的制備及使用
1.釉料制備：按重量百分比稱取處理合格的各原料長(zhǎng)石25.5％燒滑石：5.7％、SrCO3：3.3％生高嶺土：4％煅燒高嶺土：7.2％SiO2：37.2％鋯英石粉：15.35％ZnO2：1％LiCO3：0.4％K2CO3 0.35％。進(jìn)行球磨，其中料：球：水＝1:2:0.7，球磨時(shí)間：16小時(shí)，釉料出磨過(guò)100目篩并進(jìn)行除鐵處理制得乳濁釉釉漿。
2.噴釉前紅釉漿的制備：
將稱好的原料，按釉漿、膠、酸性大紅溶液順序倒入攪漿機(jī)攪拌15分鐘以上,紅釉漿配制要求粘度控制在0.24-0.3Pa.s進(jìn)行噴釉。
3.噴釉，采用自動(dòng)噴釉機(jī)對(duì)95％氧化鋁瓷坯件進(jìn)行噴釉，噴槍噴釉霧化壓力0.4±0.05MPa，噴釉要求按每平方厘米釉料重0.03±0.003克控制。
4.燒半釉：在1250—1300℃保溫1小時(shí)得乳濁半釉。
5.涂膏后與金屬化燒結(jié)工藝匹配進(jìn)行同步燒釉1410±20℃得光亮光潔平整如鏡面的乳濁釉陶瓷制品。
本發(fā)明乳濁釉制備及使用的工藝流程：
原料制備→按配方配料→濕法球磨制備釉漿→攪拌制備紅釉漿→噴釉→燒半釉→涂膏→金屬化燒結(jié)→成釉。
本發(fā)明乳濁釉原料中石英砂的處理制備是關(guān)鍵，氧化硅是釉料中不可缺少的酸性氧化物，它的顆粒度將直接關(guān)系到釉中剩余石英的多少和大小，為此一般希望氧化硅的顆粒較細(xì)，這樣它在釉熔融時(shí)盡可能全部溶于釉體中間，剩余的石英顆粒越少越好，所以氧化硅顆粒越細(xì)，它在釉凝固后因釉溫度下降，由氧化硅引起的體積變化就越小，這樣局部因體積變化而產(chǎn)生的應(yīng)力就越小。但石英砂太細(xì)則釉在高溫下釉液粘度(即高溫粘度)降低，容易引起干釉，故控制石英砂顆粒細(xì)度出磨前須先測(cè)萬(wàn)孔篩余：0.04％≤K≤0.13％。
合理的半釉燒結(jié)工藝曲線及金屬化的降溫控制也是關(guān)鍵，因?yàn)樵跓浦惺⒕Я５木娃D(zhuǎn)變也是影響釉面的關(guān)鍵因素。石英晶粒的晶型轉(zhuǎn)變有一級(jí)變體和二級(jí)變體兩大類，一級(jí)變體間的轉(zhuǎn)變發(fā)生在1000℃時(shí)，由α-石英轉(zhuǎn)化成α-磷石英，體積變化最大，約16％，但由于它的轉(zhuǎn)變速度慢，時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)體積效應(yīng)的矛盾就不突出，影響不大。而二級(jí)變體中β-石英轉(zhuǎn)變成α-石英產(chǎn)生于573℃，此時(shí)的體積變化約0.82％，雖然不大，但由于轉(zhuǎn)變速度快，產(chǎn)生的體積變化的實(shí)效卻十分大，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的內(nèi)應(yīng)力。故降溫中稍控制不當(dāng)極易產(chǎn)生釉的開裂，故釉的降溫速度也是一個(gè)關(guān)鍵因素。半釉燒結(jié)工藝為：1250—1300℃保溫1小時(shí)得到乳濁半釉。
釉用原料中滑石的煅燒：由于滑石具有片狀結(jié)構(gòu)，在釉中易容易形成定向排列，成有序狀態(tài)，燒成時(shí)產(chǎn)生各向異性收縮，往往易引起釉面開裂，為克服此缺點(diǎn)，我們采用高溫(1300～1350℃)煅燒來(lái)破壞這種層狀結(jié)構(gòu)。
為了保證釉漿的工藝性能而適應(yīng)于現(xiàn)噴釉工藝，配方中部分高嶺土還須進(jìn)行煅燒(850～900℃)處理。
為了保證鉀長(zhǎng)石的球磨細(xì)度，對(duì)鉀長(zhǎng)石先進(jìn)行煅燒(950～1000℃)處理，出磨細(xì)度必須控制在萬(wàn)孔篩余K：0.1％≤K≤0.6％。
為得到良好的釉面，噴釉工藝控制要點(diǎn)參數(shù)如下：使用自動(dòng)噴釉機(jī)，則釉漿粘度控制在0.15～0.25Pa.S，噴釉壓力0.4±0.1MPa，噴釉時(shí)觀察釉層是否均勻覆蓋。使用手工噴涂則釉漿粘度控制在0.35～0.58Pa.S，噴釉壓力0.2±0.05MPa，噴釉時(shí)觀察釉層是否均勻覆蓋。
本研制高溫乳濁釉配方適用于在氫氣爐中與現(xiàn)金屬化工藝同步燒釉，溫度1410℃±20℃。
實(shí)施例2本發(fā)明乳濁釉原料篩選試驗(yàn)
用鋯英石細(xì)粉作懸浮粒子的試驗(yàn)方案，通過(guò)原料用量及不同的配比篩選試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：
試驗(yàn)結(jié)果表明，鋯英石粉的添加量在14～16％時(shí)乳濁度效果最好，能得到最佳釉面，光亮光潔平整如鏡面。
綜上幾種試驗(yàn)方案，綜合原料、成本、工藝條件等綜合因素，研制出的添加鋯英石粉含量在14～16％的乳濁釉配方進(jìn)行了批量工藝試驗(yàn)，完全符合現(xiàn)金屬化、電鍍工藝，并且還進(jìn)行了高溫800℃熱震性能和低溫負(fù)50℃沖擊試驗(yàn)反復(fù)10次釉面無(wú)變化。此高溫乳濁釉具有高表面電阻率，不吸潮、不易被污染、易清洗，同時(shí)光潔、平整、美觀，耐磨性、機(jī)械強(qiáng)度等也有所提高。再進(jìn)行了至少50000件的生產(chǎn)試驗(yàn)繼續(xù)驗(yàn)證表明與目前上釉金屬化電鍍工藝相匹配，完全適應(yīng)于現(xiàn)上釉及金屬化工藝技術(shù)條件和真空開關(guān)管裝管工藝。