[发明专利]一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩锅及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及坩埚技术领域，具体涉及一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚及其制备方法。

背景技术

氧化锆坩埚耐高温，是熔炼贵金属及合金的最优器皿，但由于氧化锆热导率只有2.09W/m·K，传热效率不高的同时，也极易在高频炉的急冷急热中破裂，不仅使得本身使用坩埚的成本增加，而且坩埚破裂后，会使得贵金属和高温合金的流失，造成浪费。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩锅及其制备方法，能够提高热导率，延长坩埚使用寿命，降低熔炼成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚，包括氧化锆和石墨烯。

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化锆和石墨烯按照质量配比98.5：1.5混合均匀，然后将混合物放入球磨机里进行湿法球磨26小时，静置2小时；

2）调节浆料的pH值在7~8，浆料温度在45±1℃，倒入石膏模中注浆，等坯体从模具中脱落后，取出，自然干燥100小时，修坯，然后放入炉中，待烧结；

3）烧结：在空气中，6个小时从室温升到1000℃，然后3个小时从1000℃升到1650~1750℃，保温2个小时，即获得石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚。

所述氧化锆中含有8%的氧化钙。

所述步骤1）中所述的湿法球磨是去离子水为球磨介质。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚及其制备方法，采用石墨烯与氧化锆混合，得到的坩埚热导率提升到了65W/m·K，增加了热稳定性，使坩埚的使用寿命提高了5-6倍，降低了熔炼成本。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚，包括氧化锆和石墨烯。

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化锆（含8%的氧化钙）和石墨烯按照98.5：1.5的质量配比混合均匀，然后将混合物放入球磨机里进行湿法球磨26小时，静置2小时；

2）调节浆料的pH值在7~8，浆料温度在45℃时，倒入石膏模中注浆，等坯体从模具中脱落后，取出，自然干燥100小时，修坯，然后放入炉中，待烧结；

3）烧结：在空气中，6个小时从室温升到1000℃，然后3个小时从1000℃升到1680℃，保温2个小时，即获得石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚。

实施例2

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚，包括氧化锆和石墨烯。

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化锆（含8%的氧化钙）和石墨烯按照98.5：1.5的质量配比混合均匀，然后将混合物放入球磨机里进行湿法球磨26小时，静置2小时；

2）调节浆料的pH值在7~8，浆料温度在45.5℃时，倒入石膏模中注浆，等坯体从模具中脱落后，取出，自然干燥100小时，修坯，然后放入炉中，待烧结；

3）烧结：在空气中，6个小时从室温升到1000℃，然后3个小时从1000℃升到1700℃，保温2个小时，即获得石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚。

实施例3

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚，包括氧化锆和石墨烯。

一种石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚的制备方法，包括以下步骤：

1）将氧化锆（含8%的氧化钙）和石墨烯按照98.5：1.5的质量配比混合均匀，然后将混合物放入球磨机里进行湿法球磨26小时，静置2小时；

2）调节浆料的pH值在7~8，浆料温度在44.8℃时，倒入石膏模中注浆，等坯体从模具中脱落后，取出，自然干燥100小时，修坯，然后放入炉中，待烧结；

3）烧结：在空气中，6个小时从室温升到1000℃，然后3个小时从1000℃升到1730℃，保温2个小时，即获得石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚。

本具体实施方式得到的石墨烯改性氧化锆陶瓷坩埚，热导率提升到了65W/m·K，增加了热稳定性，使坩埚的使用寿命提高了5-6倍，降低了熔炼成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。