[发明专利]制造陶瓷支撑剂的方法

说明书

背景技术

提供了制造支撑剂的方法和系统，所述支撑剂包括陶瓷支撑剂，更具体地为具有一种或多种所需特性的陶瓷支撑剂，其包括但不限于在烧结期间避免团聚和/或已减少或防止成岩作用的陶瓷支撑剂。

在形成陶瓷支撑剂中，通常形成生坯体，然后进行烧结。当使用固相烧结时，通常形成生坯体的材料在烧结期间保持为固体。然而，当生坯体的一种或多种组分能够进行液相烧结并且烧结期间的条件允许进行液相烧结时，遇到这种类型的烧结的独特的问题。当涉及回转窑时尤其如此。由于结合问题和成环作用，回转窑用于液相烧结的用途有限。由于窑的旋转，回转窑中的颗粒不断地暴露于窑壁和其他颗粒。表面液相(诸如在液相烧结的前两个阶段期间常见的那些表面液相)可以使得颗粒变粘。在不具有表面涂层或脱模剂的情况下，然后颗粒将粘合在一起并烧结，不是作为单个颗粒，而是作为单元。由于窑的滚动运动，这些团聚物可以快速生长，导致形成“雪球”，其对于窑中的其他颗粒和窑本身二者都是高度有害的。

与固相烧结相反，液相烧结利用毛细力来诱导生坯体的重排和致密化。为了实现高密度，润湿液体强烈优选于非润湿液体，因为这些非润湿液体经常会反转毛细力并且反而抑制致密化。虽然润湿的液相可以在较低的烧结温度下极大地增强致密化，但是如果液相在烧结期间到达陶瓷体的表面，则会在陶瓷体相互作用常见的情况下引起问题。根据相组成和化学组成，在烧结期间到达陶瓷体表面的液体可能导致粘性表面。这可以使陶瓷体粘合在一起并且熔合成更大的单个陶瓷体，而不是烧结为单个颗粒。

虽然已进行一些尝试来使用物理脱膜剂或短效脱膜剂解决这个问题，但是这些尝试并不总是能成功地防止上述“雪球”或团聚问题。此外，短效脱膜剂对最终产品没有影响，造成加工成本并且功能益处很小。

因此，需要解决关于结合和颗粒变粘并因此粘合在一起形成“雪球”的这些所述问题。

附图简述

附图示出本公开的一些实例的某些方面，并且不应用来限制或限定本公开。图1a和图1b分别是在不具有反应性氧化铝(alumina)试剂涂层和具有反应性氧化铝试剂涂层的情况下焙烧的支撑剂的光学照片。在未涂覆的支撑剂中熔合是明显的，并且在涂覆的支撑剂中熔合显著减少。

发明详述

提供了制造支撑剂的方法和系统，所述支撑剂包括陶瓷支撑剂，更具体地为具有一种或多种所需特性的陶瓷支撑剂，其包括但不限于在烧结期间避免团聚和/或已减少或防止成岩作用的陶瓷支撑剂。实例涉及使用一种或多种反应性试剂，诸如一种或多种反应性氧化铝试剂和/或反应性锆试剂。这些反应性试剂具有控制、预防或减少表面液相暴露在支撑剂表面上的能力，这继而防止颗粒变粘并粘合在一起。所公开的实例的一个优点是提供制造陶瓷颗粒的方法，所述方法可以避免在烧结阶段期间的结合问题，尤其是当烧结阶段涉及液相烧结时。另一个优点是提供可以形成支撑剂并有助于减少或防止成岩作用的方法。

实例公开了制造陶瓷支撑剂的方法。所述方法包含以下各项、基本上由以下各项组成、由以下各项组成或包括以下各项：用反应性试剂至少部分地涂覆生坯支撑剂以形成涂覆的生坯支撑剂。可以使用一种或多种反应性氧化铝试剂和/或可以使用一种或多种反应性锆试剂。生坯支撑剂是陶瓷生坯支撑剂，其至少包含硅铝酸盐、基本上由硅铝酸盐组成、由硅铝酸盐组成或包括硅铝酸盐。所述方法还包括烧结涂覆的生坯支撑剂以形成烧结支撑剂。烧结至少包含液相烧结、基本上由液相烧结组成、由液相烧结组成或包括液相烧结。

关于生坯支撑剂，所述生坯支撑剂可以由一种或多种材料形成，所述材料通常包括陶瓷组分和/或玻璃组分。生坯支撑剂可以通过任何形成技术形成，所述形成技术诸如挤出、团聚、喷雾干燥、喷涂或其他球状体成形技术。

生坯支撑剂通常至少含有或包含铝硅酸盐，诸如含量为基于生坯支撑剂的总重量百分比约5重量％至约100重量％、约10重量％至约90重量％、约15重量％至约95重量％、约20重量％至约95重量％、约25重量％至约95重量％、约35重量％至约95重量％、约50重量％至约95重量％、约60重量％至约95重量％或约70重量％至约95重量％。

生坯支撑剂可以含有一种或多种以下成分并且提供了示例性百分比，且应理解可以使用低于和高于这些不同重量百分比的其他量。