熔融石英陶瓷的制备及其增强性研究

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1、桂林理工大学硕士学位论文摘要熔融石英陶瓷是一种以熔融石英或石英玻璃边角料为原料经特殊生产工艺再经高温烧结而成的特种耐火陶瓷材料，又称为石英陶瓷、石英玻璃陶瓷、石英玻璃烧结制品。熔融石英陶瓷不仅具备了石英玻璃的许多优良性质，如热膨胀系数小、热震稳定性好、电性能好、核性能好、耐化学侵蚀性好等特点，干燥及烧成收缩小，易于成型复杂形状及大件制品等。目前熔融石英陶瓷材料广泛应用于太阳能电池用多晶硅铸锭冶炼坩埚、玻璃窑炉匝板砖、导弹天线罩，电子类产品等高科技行业。但熔融石英陶瓷也存在着一些致命问题，如力学强度较低、结晶化、成型困难等问题。因

2、此本文重点解决此类问题。由于熔融石英属脊性粉料，塑性极低，而采用先进的初凝成型技术，可以有效地解决熔融石英陶瓷成型困难问题。论文在前人研究的基础上，制备的熔融石英浆料体系中加入有机单AM(丙烯酰胺)1wt％、引发剂过硫酸铵0．1wt％、固相含量65v01％，且浆料中PH调节在3~4之间。成型后的生坯密度达1．739／cma，强度达15MPa。于1200℃～1280℃烧结，保温时间1．5～2h。研究结果表明：利用注凝成型技术能够制备高强度、高密度、高耐酸性、高抗热震性的熔融石英陶瓷材料。此外还分别加入BN、aP04、SiC这三种不

3、同添加剂，以研究对熔融石英陶瓷的增强作用，并初步探讨了增强机理。结果表明：当加入量分别为3wt％、10wt％、3wt％时，其增强效果为最佳，借助于XRD、SEM和力学性能测试等手段，发现其增强机理应该是第二相杂质与基体反应形成液相补强和颗粒弥散两种机制。本文研究了影响生坯、和熟坯性能的因素；通过比较其体积密度、抗弯强度、耐酸腐蚀性和抗热震性能，以及XRD和SEM分析，初步探讨了影响熔融石英陶瓷析晶的因素和析晶过程。关键词：熔融石英陶瓷；注凝成型；析晶；增强剂；耐酸腐蚀；抗热震性桂林理工大学硕士学位论文Abstract．Fused

4、silicaceramicisaspecialfire-resistantceramicmaterialbyfusedsilicaorquartzglassscrapthroughspecialproductionprocessandsinteredathightemperature，alsoknownasquartzceramics，quartzglass·ceramicorquartzglasssinteredproducts．Fusedsilicaceramicnotonlyhavemanyfineofquartzglas

5、s，suchassmallcoefficientofthermalexpansion，goodthermalstability，electricalproperties，nuclearpropertiesandresistancetochemicalattack，etc．，dryingandsinteredshrinkageissmall，andeasytoformcomplexshapeandlargeproducts．Atpresent，fusedsilicaceramicmaterialsarewidelyusedfor,

6、suchaspolysiliconingotsmeltingcruciblewhichusedinsolarcells，tileofglasskiln，theradomeofmissile，electronicproducts，Butfusedsilicaceramicsalsohavesomefatalproblems，suchaslowmechanicalstrength，crystallization,andmoldingdifficulties．Sothefocusofthispaperistosolvethesepro

7、blems．Becauseoffusedsilicaistheridgitypowderandtheplasticislow，usingadvancedinitialsettingmoldingtechnologyisaneffectivewaytosolvethefusedsilicaceramicmoldingproblem．Basedonthepreviousstudies，thisthesisadd0．1wt％organicsingle-AMm聊amide)and0．1wt％initiator-(NH4)S203infu

8、sedsilicaslurrysystem，itssolidcontentis65v01％，andthepHofslurryshouldadjustbetween3~4．Thegreendensityaftermoldingreachto1．739／cm3and