低膨胀陶瓷——堇青石陶瓷介绍与应用

1.堇青石概述

 

堇青石(Cordierite) (2MgO·2Al2O3·5SiO2)是1925年发现的,作为天然矿物只有少量地存在自然界。堇青石的热膨胀系数为2.9X10-6/℃。熔点约为1460℃, 具良好的热稳定性能。堇青石具有两种同质多相变体,即低温堇青石和高温堇青石,高温堇青石又名印度石(Indialite) , 属于六方晶系; 低温堇青石即为人们通常所说的堇青石,属斜方晶系。

 

2 .堇青石陶瓷的制造工艺

 

堇青石陶瓷通常采用两种方法制造,一是熔融玻璃结晶法;另一种是烧结合成法。

(1)熔融玻璃结晶法

熔融玻璃结晶法是将混合均匀的配合料经高温熔融形成玻璃,成型后,再进行热处理析出晶体而制成堇青石陶瓷。这种方法要求玻璃熔制均匀,无气泡,熔融温度也应高,达1600℃以上。另一种方法则在相对低温下进行熔制,水淬并磨成细粉,成型后进行烧结而制得堇青石陶瓷,该法熔制温度可在 1450℃以下进行,成型方法可以采用干压成型,或注浆成型,因而适宜制备形状复杂的制品,尺寸也能控制得较为精确。

(2) 烧结法合成堇青石陶瓷

烧结法合成堇青石陶瓷是以滑石、高岭土、氧化铝为原料,混合均匀,通过成型后在一定的温度下烧结而成。

堇青石陶瓷可制成蜂窝状结构,用作汽车排气净化装置,因此其成型方法可用真空练泥机挤压成型,成型干燥后在 1400℃用6h烧结而成。

 

3.堇青石陶瓷的性能和用途

 

(1)堇青石陶瓷的性能

堇青石具有低膨胀的同时,还具有低介电常数(5.3MHz) 。

(2)堇青石陶瓷的用途

用于汽车排气净化系统的催化剂载体。 一般是将堇青石陶瓷加工成具有蜂窝状结构,有利于将直径几毫米的粒状催化剂填充在蜂窝状载体中。

堇青石陶瓷用作汽车排气净化器的同时,还可用于一般产业的除臭和排烟脱氧装置。此外,堇青石陶瓷可作为红外线放射体,在堇青石中添加30%的焙烧物(由60% MnO2、

20% Fe2O3、10% Cu0组成), 所得到的陶瓷是高效率的红外放射体。

堇青石陶瓷耐酸性很差,不能用于酸蚀的场所。

 

堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体

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