熔融石英磚制備工藝與檢測(cè)方法（完整版）

一、制備工藝全過(guò)程

1. 原料準(zhǔn)備

• 主料：高純?nèi)廴谑⒎郏⊿iO?≥99.5%），粒度級(jí)配：
  • 20~30目：40~45%
  • 30~60目：30~35%
  • 60~160目：25~30%
• 結(jié)合劑：高嶺土12~20份、球粘土15~20份、耐火粘土25~32份（總量約40份）
• 添加劑（可選）：堇青石10~25份、硅線石10~15份，用于改善熱震穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度
• 預(yù)處理：
  • 酸處理：鹽酸-氫氟酸（95:5）50~60℃浸20~24h，去除雜質(zhì)
  • 熔融：電弧爐3000A/380V熔融5h，冷卻破碎至1~10mm
  • 磁選：1.6萬(wàn)高斯除鐵，得到高純?nèi)廴谑⒎哿?

2. 坯料制備

• 球磨：將結(jié)合劑、堇青石、硅線石分別濕磨2~8h（料:球:水=1:2:1），75℃烘干，過(guò)120目篩
• 造粒：加入3%PVA溶液造粒，陳腐24h
• 干混：將各級(jí)熔融石英粉與預(yù)處理粉料在行星球磨機(jī)中150~200r/min干混10~15min

3. 成型

• 等靜壓成型：200~250MPa，保壓2~3min，坯體密度≥2.10g·cm?3
• 尺寸控制：長(zhǎng)寬高±1mm，對(duì)角線偏差≤1.5mm

4. 干燥

• 低溫慢干：40℃×12h → 60℃×12h → 100~120℃×8h
• 終點(diǎn)判斷：坯體含水率≤0.5%，無(wú)裂紋、無(wú)變形

5. 燒成

• 升溫制度：
  • 室溫~450℃：8℃·min?1
  • 450~600℃：2℃·min?1（排除結(jié)合劑、PVA）
  • 600~1300~1350℃：3℃·min?1
  • 最高溫度：1320~1350℃，保溫5~8h
• 冷卻：自然降溫至200℃出爐
• 關(guān)鍵控制：
  • 升溫速率≤3℃·min?1（>600℃），防止方石英異常膨脹
  • 保溫結(jié)束即可斷電，避免晶粒過(guò)度長(zhǎng)大

二、檢測(cè)方法（化學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)）

1. 化學(xué)性能

2. 力學(xué)性能

3. 熱學(xué)性能

三、關(guān)鍵控制與注意事項(xiàng)

1. 晶相控制：燒成后應(yīng)≥95%方石英+少量玻璃相，殘余石英≤1%，避免后期晶型轉(zhuǎn)變開(kāi)裂。
2. 尺寸穩(wěn)定性：線膨脹系數(shù)極低，但燒成后仍需留磨量0.5mm，以滿足高精度裝配。
3. 環(huán)保與安全：HF酸處理須設(shè)專(zhuān)用通風(fēng)柜，廢酸經(jīng)Ca(OH)?中和沉淀后達(dá)標(biāo)排放。
4. 節(jié)能：利用回收熔融石英碎料≤20%，經(jīng)二次磁選-酸洗后可降級(jí)用于中間層磚，降低原料成本約15%。

四、結(jié)語(yǔ)