1.一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,制备氮化铌包覆硼化钪微球:
先制备出硼化钪纳米粉,再使用聚合物包覆硼化钪纳米粉制备得到硼化钪有机复合微球,然后通过添加铌的盐酸盐进行改性,制备得到铌/硼化钪有机复合微球,最后通过烧结成型,得到氮化铌包覆硼化钪微球;
步骤2,制备石英陶瓷混合浆料:
按照重量份数分别称取高纯石英砂75~85份、氮化铌包覆硼化钪微球6~12份、粘结剂
2~5份、无水乙醇1~2份以及去离子水2~4份混合,球磨处理,得到石英陶瓷混合浆料;
步骤3,制备石英陶瓷空心辊棒:
将石英陶瓷混合浆料注入成型模具内,通过振动注浆成型的方法制备得到坯体,再将坯体干燥处理后烧结,得到石英陶瓷空心辊棒;
所述步骤1中,硼化钪有机复合微球的制备方法为:
称取三聚氰胺与甲醛混合至去离子水中,充分混合均匀后,再加入硼化钪纳米粉,超声分散均匀后,升温至65~80℃,搅拌处理0.5~1h,之后降温至室温,滴加醋酸调节液体的pH为4.0~4.5,然后在室温下搅拌处理2~5h,经过离心、洗涤和干燥处理后,得到硼化钪有机复合微球;其中,三聚氰胺、甲醛、硼化钪纳米粉与去离子水的质量比为1:0.5~0.75:1.2~
1.6:4~8;
铌/硼化钪有机复合微球的制备方法为:
将五氯化铌与盐酸混合,搅拌至完全溶解后,加入硼化钪有机复合微球,超声分散处理
1~2h后,室温下搅拌处理12~24h,冷冻干燥后,得到铌/硼化钪有机复合微球;其中,盐酸的浓度为0.02~0.05mol/L,五氯化铌、硼化钪有机复合微球与盐酸的质量比为1:4.3~
6.5:12~18。
2.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,硼化钪纳米粉的制备方法为:S1.称取三氧化二钪粉末与三氧化二硼粉末混合至球磨装置内,加入无水乙醇和羧甲基纤维素纤维,球磨处理,得到混合浆料;其中,三氧化二钪粉末、三氧化二硼粉末、无水乙醇和羧甲基纤维素纤维的质量比为1:1.1~1.3:2~5:0.05~0.1;
S2.将混合浆料通过喷雾干燥处理,将得到的混合粉末置于高温炉内,在惰性气体的保护下升温至1150~1200℃,保温处理2~5h后,通入氢气,继续升温至1250~1350℃,保温处理2~4h,随炉冷却后,得到硼化钪纳米粉。
3.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤1中,烧结成型的过程为:将铌/硼化钪有机复合微球置于管式炉内,在空气的气氛中,升温至450~500℃后,保温处理2~4h,之后通入氮气作为保护气,升温至1125~1200℃,保温处理4~6h,降温至550~600℃,再次通入氧气,保温处理1~2h,随炉冷却后,得到氮化铌包覆硼化钪微球。
4.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,高纯石英砂的纯度高于99.9%,其中粒径分为2~8μm、10~15μm和20~30μm三个等级;粒径为2~8μm的高纯石英砂、粒径为10~15μm的高纯石英砂与粒径为20~30μm的高纯石英砂的质量比为1:1.2~1.8:3.6~5.4。
5.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,粘结剂为聚乙烯醇或羧甲基纤维素纤维。
6.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,球磨处理过程使用的是氧化锆球,氧化锆球与待球磨浆料的质量比为1:1.5~
2.0,球磨速度为50~100rpm,球磨时间为10~15h。
7.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,干燥处理是先在室温且遮阴处自然干燥18~30h后,再置于55~75℃的干燥箱内加热干燥12~18h。
8.根据权利要求1所述的一种加热炉用石英陶瓷空心辊棒的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,烧结是将干燥处理后的坯体置于烧结炉内,先以1~3℃/min的速度升温至450~550℃后保温处理1~2h,再以2~5℃/min的速度升温至1225~1250℃后保温处理3~5h,自然冷却后即可。