1.一种制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.制备功能化熔融石英粉末:
S2.料浆制备:取S1所得功能化熔融石英粉末,再将有机单体、交联剂、分散剂柠檬酸铵、引发剂、催化剂和去离子水在搅拌下超声震荡制得料浆;
S3.注凝固化:常温下将S2所得料浆注入模具,进行固化,脱模得到熔融石英陶瓷生坯;
S4.烧结成型:将S3所得熔融石英陶瓷生坯,放入微波反应炉进行程序升温烧结成型;
其中,S1所述功能化熔融石英粉末的制备包括以下步骤:
S1-1.将熔融石英颗粒球磨成粉末得熔融石英粉;
S1-2.配制一定浓度的糖溶液做为碳源,与步骤S1-1所得熔融石英粉以一定物质的量配比混合均匀,烘干;
S1-3.将步骤S1-2所得混合物置于高温气氛炉中,在氮气保护下,进行糖热分解;
S1-4.将步骤S1-3糖热分解所得粉末在真空条件下,通入氮气,进行碳热氮化还原反应;
S1-5.将步骤S1-4碳热氮化还原反应所得粉末加热处理,得到所述功能化熔融石英粉。
2.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S2所述有机单体为N-羟甲基丙烯酰胺、交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、分散剂为柠檬酸铵、引发剂为过硫酸铵、催化剂为四甲基乙二胺。
3.根据权利要求2所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,所述N-羟甲基丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、柠檬酸铵、过硫酸铵、四甲基乙二胺的用量分别为S1-5所得熔融石英粉末质量的5%、0.05%、1.2%、0.5%、0.2%。
4.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S2所述几种组分的加入方式为:首先将交联剂与有机单体制备凝胶体系预混液,再加入分散剂、步骤S1所得熔融石英粉末,然后在进行超声搅拌的过程中,依次加入引发剂,搅拌,最后加入催化剂;步骤S3所述固化条件为100℃下保温6h。
5.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S4所述微波反应炉加热程序设置600℃以下加热速率为2~5℃/min,至所需温度后保温3h。
6.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S1-2所述蔗糖溶液与熔融石英粉的摩尔配比为1:3,所述烘干温度为70~100℃。
7.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S1-3所述高温气氛炉温度控制程序设置为,以10℃/min的升温速率至600~900℃,后保温0.5~
1h。
8.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S1-4所述氮气流速为不小于5L/min,所述碳热氮化还原反应采用微波反应炉,所述微波反应炉的温度控制程序设置为,以10℃/min的升温速率至900~1100℃,后保温0.5~1.5h。
9.根据权利要求1所述制备注凝成型熔融石英陶瓷的工艺方法,其特征在于,步骤S1-5所述热处理温度为600℃,时间为2h。
10.根据权利要求1至9任意一项所述工艺方法制备得到的熔融石英陶瓷。