陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺.pdf

本发明公开了陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，具体步骤包括：采用石英粉和硅溶胶制作浆料；在浆料里加入促凝剂并搅拌均匀；将搅拌均匀的浆料迅速注入模具中进行铸模成型；将玻璃盖在模具上，并在玻璃上盖上木质框架，然后将整体反转，使得模具和坯体置于玻璃上后去掉模具；采用真空干燥工艺；将干燥后的坯体进行高温焙烧。通过上述方式，本发明陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，该工艺制作的陶瓷板表面粗糙度低，强度大，而且步骤简单，成型速度快，对环境污染小，大大的节省了成本。

1.  陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于，具体步骤包括：
浆料配制：采用石英粉和硅溶胶制作浆料，其中石英粉与硅溶胶的粉液比为3.3~3.5：1；
加入促凝剂：在浆料里加入促凝剂并搅拌均匀，所述促凝剂为浓度为10%~20%的NH₄CL溶液和亚纳米SiO₂，其中加入的NH₄CL溶液与硅溶胶的量的比例为6~9：100，亚纳米SiO₂与石英粉的量的比例为12~13：100；
铸模成型：将搅拌均匀的浆料迅速注入模具中进行铸模成型；
脱模：将玻璃盖在模具上，并在玻璃上盖上木质框架，然后将整体反转，使得模具和坯体置于玻璃上后去掉模具；
干燥：采用真空干燥工艺，控制温度为80℃~100℃，真空度为0.05~0.08MPa，干燥时间4~6h；
高温焙烧：将干燥后的坯体进行高温焙烧，控制温度1000℃~1200℃，保温时间1.5~2.5h。

2.  根据权利要求1所述的陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于：优选的所述浆料配制步骤中石英粉与硅溶胶的粉液比为3.4：1。

3.  根据权利要求1所述的陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于：优选的加入促凝剂步骤中所述促凝剂为浓度为15%的NH₄CL溶液和亚纳米SiO₂，其中加入的NH₄CL溶液与硅溶胶的量的比例为7.5：100，亚纳米SiO₂与石英粉的量的比例为14：100。

4.  根据权利要求1所述的陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于：所述脱模步骤中在玻璃与坯体之间加入润滑剂。

5.  根据权利要求1所述的陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于：优选的所述干燥步骤中控制温度为90℃，真空度为0.065MPa，干燥时间5h。

6.  根据权利要求1所述的陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，其特征在于：优选的所述高温焙烧步骤中控制温度1100℃，保温时间2h。

陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷板制造领域，尤其是涉及一种陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺。
背景技术
陶瓷板是具有极强的耐候性，无论日照、雨淋（甚至酸雨），还是潮气都对表面和基材没有任何影响，耐紫外线照射和色彩稳定性完全达到国际灰度级4-5级，同样，大幅或快速的温度变化也不会影响材料的特性和外观，抗弯强度和弹性的合理组合，使陶瓷板具有很高的耐冲击强度，致密的材料表面使灰尘不易粘附，使其清洁更为容易，陶瓷板具有极好的耐火特性，它不会融化、滴落或爆炸，并能长时间保持稳定，陶瓷板易于维护，表面和切割边缘都无需油漆或加保护面层。
对于在较低温度使用的莫来石、堇青石等具有可塑性的氧化物陶瓷板材，主要使用压力或振动压力成型，由于碳化硅、氮化硅等高温使用的非氧化物陶瓷窑具材料完全没有可塑性，压力成型后卸压产生的反弹力对坯体产生损伤，而且坯体尺寸越大损伤越严重，因此，压力或振动压力成型虽然效率高，但对大型非氧化物陶瓷板材的成型不适用，所以急需一中种适用于碳化硅、氮化硅等高温使用的非氧化物陶瓷窑具材料的加工方法。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，具体步骤包括：
浆料配制：采用石英粉和硅溶胶制作浆料，其中石英粉与硅溶胶的粉液比为3.3~3.5：1；
加入促凝剂：在浆料里加入促凝剂并搅拌均匀，所述促凝剂为浓度为10%~20%的NH₄CL溶液和亚纳米SiO₂，其中加入的NH₄CL溶液与硅溶胶的量的比例为6~9：100，亚纳米SiO₂与石英粉的量的比例为12~13：100；
铸模成型：将搅拌均匀的浆料迅速注入模具中进行铸模成型；
脱模：将玻璃盖在模具上，并在玻璃上盖上木质框架，然后将整体反转，使得模具和坯体置于玻璃上后去掉模具；
干燥：采用真空干燥工艺，控制温度为80℃~100℃，真空度为0.05~0.08MPa，干燥时间4~6h；
高温焙烧：将干燥后的坯体进行高温焙烧，控制温度1000℃~1200℃，保温时间1.5~2.5h。
在本发明一个较佳实施例中，优选的所述浆料配制步骤中石英粉与硅溶胶的粉液比为3.4：1。
在本发明一个较佳实施例中，优选的加入促凝剂步骤中所述促凝剂为浓度为15%的NH₄CL溶液和亚纳米SiO₂，其中加入的NH₄CL溶液与硅溶胶的量的比例为7.5：100，亚纳米SiO₂与石英粉的量的比例为14：100。
在本发明一个较佳实施例中，所述脱模步骤中在玻璃与坯体之间加入润滑剂。
在本发明一个较佳实施例中，优选的所述干燥步骤中控制温度为90℃，真空度为0.065MPa，干燥时间5h。
在本发明一个较佳实施例中，优选的所述高温焙烧步骤中控制温度1100℃，保温时间2h。
本发明的有益效果是：本发明陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，该工艺制作的陶瓷板表面粗糙度低，强度大，而且步骤简单，成型速度快，对环境污染小，大大的节省了成本。
附图说明
图1是本发明陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，具体步骤包括：
浆料配制：采用石英粉和硅溶胶制作浆料，其中石英粉与硅溶胶的粉液比为3.4：1，粉液比越大，陶瓷表面的粗糙度越低，强度越大，然而粉液比又不能太大，否则陶瓷表面的粘度太大，流动性太差，不易充型。
加入促凝剂：在浆料里加入促凝剂并搅拌均匀，所述促凝剂为浓度为15%的NH₄CL溶液和亚纳米SiO₂，其中加入的NH₄CL溶液与硅溶胶的量的比例为7.5：100，亚纳米SiO₂与石英粉的量的比例为14：100，NH₄CL溶液使得浆料的胶凝时间大大缩短，主要是NH₄CL与硅溶胶中的Na₂O发生了化学反应
2NH₄CL+Na₂O=2NaCL+2NH₃↑+H₂O
硅溶胶胶粒外面的溶剂化膜失去了Na₂O的保护，其厚度越来越低，其硅溶胶胶粒变小，比表面增大，表面能增大，硅溶胶胶粒自发凝聚的趋势增大，同时在搅拌的作用下，硅溶胶胶粒的布朗运动加速，硅溶胶迅速由稳定状态变为不稳定状态，且反应生成的NaCL有很强的吸水性，因此NH₄CL可加快本身的反应速度，同时也加速了水分的析出，从而促进了浆料的胶凝硬化。
但是由于NH₄CL与硅溶胶中的Na₂O发生了化学反应生成NH₃，NH₃容易腐蚀设备，污染环境，危害健康，所以在石英粉中加入少量亚纳米SiO₂协同NH₄CL溶液起促凝作用，亚纳米SiO₂的平均粒径为50nm，表面积很大，表面能很大，亚纳米SiO₂因表面和界面效应表面使其吸附硅溶胶胶凝粒子的能力增强，从而使得硅溶胶的粘结作用加快，可以减少NH₄CL溶液的量。
铸模成型：将搅拌均匀的浆料迅速注入模具中进行铸模成型，浇注1h后进行脱模。
脱模：将玻璃盖在模具上，在玻璃与坯体之间加入润滑剂，并在玻璃上盖上木质框架，然后将整体反转，使得模具和坯体置于玻璃上后去掉模具，玻璃的作用是减小坯体收缩阻力，而木质框架的作用是承受载荷。
干燥：采用真空干燥工艺，控制温度为90℃，真空度为0.065MPa，干燥时间5h，由于是坯料的干燥灵敏系数小，真空干燥可以避免常压干燥表面容易产生硬化的现象，因为真空干燥湿坯料内和表面的压力差很大，水分很快溢出表面，而且湿坯料的真空干燥收缩率小，干燥应力也较小，湿坯料的干燥应变较小。
高温焙烧：将干燥后的坯体进行高温焙烧，控制温度1100℃，保温时间2h，制成成品，理论上焙烧温度越高越好，保温时间越长越好，实际上焙烧温度过高会使得坯料膨胀严重，尺寸稳定性差，且能耗大，成本高，保温时间过长，坯料中的SiO2颗粒扩散均匀，而粘结剂逐渐烧损老化，粘结力降低，从而强度降低，影响成品质量。
与现有技术相比，本发明陶瓷板溶胶铸模一次成型工艺，该工艺制作的陶瓷板表面粗糙度低，强度大，而且步骤简单，成型速度快，对环境污染小，大大的节省了成本。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。