[发明专利]一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚及其制备方法

权利要求书

1.一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚，其特征在于：将含纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须的电熔氧化镁基陶瓷浆料在石膏模内注浆成形，经干燥，将干燥的素坯放入烧结炉内，升温至1400℃～1600℃温度下进行高温烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚毛坯；将氧化镁基坩埚毛坯在铝溶胶中进行真空浸渗处理，然后进行表面磨光处理，烘干后在1400℃～1600℃温度下进行高温二次烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚；含纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须的电熔氧化镁基陶瓷浆料包括质量百分比为15%～25%纳米铝溶胶，0.8%～1.5%流变剂，其余为含纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须的电熔氧化镁陶瓷粉料；所述流变剂为脲醛树脂和纤维素醚的混合物，其中所述脲醛树脂占流变剂质量的20%，所述纤维素醚为工业用羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或其混合物；所述陶瓷粉料为纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须和电熔氧化镁的混合物，所述纳米氧化镧占陶瓷粉料质量的1%~3%，所述二氧化锆短纤占陶瓷粉料质量的0.5%~1%，所述碱式硫酸镁晶须占陶瓷粉料质量的1%~2%，其余为电熔氧化镁；所述纳米氧化镧的粒径为30~60nm，所述二氧化锆短纤直径为7μm~10μm，长度为2mm ~3mm。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）按照质量百分比将15%～25%纳米铝溶胶，0.8%～1.5%流变剂，其余为含纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须的电熔氧化镁陶瓷粉料进行配料，添加去离子水经球磨混合均匀，然后经真空排气制成固含量为70%～80%的陶瓷浆料；所述流变剂为脲醛树脂和纤维素醚的混合物，其中所述脲醛树脂占流变剂质量的20%，所述纤维素醚为工业用羟乙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种或其混合物；所述陶瓷粉料为纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须和电熔氧化镁的混合物；

（2）通过注浆成型法将陶瓷浆料浇注到石膏模内，脱模，并在80℃～120℃通风室内烘干得到坩埚素坯；

（3）将干燥的素坯放入烧结炉内，升温至1400℃～1600℃温度下进行高温烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚毛坯；

（4）将氧化镁基坩埚毛坯在铝溶胶中进行真空浸渗处理，然后进行表面磨光处理，烘干后在1400℃～1600℃温度下进行高温二次烧结，随炉冷却至室温得到氧化镁基坩埚。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述纳米铝溶胶的固含量为20%~25%。

4.根据权利要求2所述的一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述碱式硫酸镁晶须用工业化产品，其直径为1μm，长度为50μm ~100μm，所述电熔氧化镁粉体的粒径为250目~500目。

5.根据权利要求2所述的一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述陶瓷浆料的制备方法为：按照配比将电熔氧化镁粉料加入球磨罐中，将纳米铝溶胶、流变剂及去离子水制备成溶液后加入纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须，超声处理30min~60min使纳米氧化镧、二氧化锆短纤、碱式硫酸镁晶须在溶液中充分分散后加入到球磨罐内，再按照球料比2:1的比例加入刚玉球，以60~120 rpm转速球磨2h~4h使其混合均匀，然后在0.02MPa~0.05MPa的负压下进行真空排气10min~15min得到。

6.根据权利要求2所述的一种二氧化锆短纤与碱式硫酸镁晶须复合增强氧化镁基坩埚的制备方法，其特征在于：所述坩埚素坯的制备方法为：将陶瓷浆料迅速注入石膏模具中，放在振动成型机上振动成型，待浆料完全充填模具，浆料表面泛浆均匀时停止振动，修平泛浆表面，坯体表面无水逸出时进行脱模，并在40℃~50℃通风室干燥得到。