如上所述,形成5個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17"高 度,和根據表3所示的方案進行燒制。以約12.57°C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱到 180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約8.3小時。在預熱保持時間之后,生 坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約15.4°C。然后,把生坯體從180°C的預熱溫度加 熱到約269°C的低燒制溫度。平均第一升溫速率是2.7°C/小時,而實際的平均第一升溫速率 從開始在表皮部分中去除有機物的約2.3°C/小時增加到262°C下的7.6°C/小時,如圖3和11 所示。參考圖12,平均第一升溫速率低到足以在表皮部分中有機物開始燃燒時把零件內溫 差控制在50°C之內。平均第一升溫速率還低到足以在氧化鋁脫水時把溫差控制到22.1°C, 這在-20°C到+40°C之內。然后,以29.6°C/小時的第二平均升溫速率把生坯體從269°C的低 燒制溫度加熱到700°C的高燒制溫度,如圖3和11所示,同時允許269°C到300°C之間的升溫 速率逐漸轉變。燒制循環能在粘土脫水開始之前充分的去除在體中的有機物。燒制的生坯 體都沒有斷裂。用于這個實驗的總循環時間是約135小時,而把體從室溫燒制到高燒制溫度 (700°C)的循環時間是約68小時。
[0120] 實施例2
[0121] 如上所述,形成5個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17"高 度,和根據表2所示的方案進行燒制。以約18.98°C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱到 180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約6小時。在預熱保持時間之后,生坯 體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約7.6°C。然后,把生坯體從180°C的預熱溫度加熱 到約315°C的低燒制溫度。平均第一升溫速率是3.8°C/小時,而實際的平均第一升溫速率從 開始在表皮部分中去除有機物的約2.3°C/小時增加到氧化鋁脫水時的4.4°C/小時,如圖3 和11所示。參考圖13,平均第一升溫速率低到足以在表皮部分中有機物開始燃燒時把零件 內溫差控制在50°C之內。平均第一升溫速率還低到足以在氧化鋁脫水時把溫差控制到9.4 °C,這在_20°C到+40°C之內。然后,以29.0°C/小時的第二平均升溫速率把生坯體從315°C的 低燒制溫度加熱到700°C的高燒制溫度,如圖3和11所示,同時允許315°C到350°C之間的升 溫速率逐漸轉變。燒制循環能在粘土脫水開始之前充分的去除在體中的有機物。參考圖14, 顯示在粘土脫水開始之前,從表皮部分(1405)去除有機物的碳分布。燒制的生坯體都沒有 斷裂。用于這個實驗的總循環時間是約105小時,而把體從室溫燒制到高燒制溫度(700°C) 的循環時間是約62小時。
[0122] 實施例3
[0123] 如上所述,形成5個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17"高 度,和根據表3所示的方案進行燒制。以約25.14°C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱到 180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約6小時。參考圖15,在預熱保持時間 之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約〇°C。為了適應這個更快的4.4°C的第 一平均升溫速率(與實施例1相比),把低燒制溫度增加到315°C(與實施例1的269°C相比)。 第一平均升溫速率低到足以在表皮部分中有機物開始燃燒時把零件內溫差控制在50°C之 內。平均第一升溫速率還低到足以在氧化鋁脫水時把溫差控制到2.4°C,這在_20°C到+40°C 之內。然后,以24.8°C/小時的第二平均升溫速率把生坯體從315°C的低燒制溫度加熱到700 °C的高燒制溫度,如圖3和11所示。燒制循環能在粘土脫水開始之前充分的去除在體中的有 機物。燒制的生坯體都沒有斷裂。用于這個實驗的總循環時間是約103小時,而把體從室溫 燒制到高燒制溫度(700°C)的循環時間是約59小時。
[0124] 實施例4
[0125] 如上所述,形成5個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17"高 度,和根據表3所示的方案進行燒制。以約23.8°C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱到 180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約6小時。參考圖16,在預熱保持時間 之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約-29°C。然后,以5°C/小時的升溫速率 把生坯體從180°C的預熱溫度加熱到約320°C的低燒制溫度。為了適應這個更快的第一平均 升溫速率(與實施例1相比),隨后以更慢的21.2°C/小時的第二平均升溫速率把生坯體從低 燒制溫度加熱到700°C的高燒制溫度。參考圖3和11,第二平均升溫速率從5°C/小時逐漸增 加到400°C時的10°C/小時,以允許在粘土脫水之前有更多時間用于特別是從表皮部分去除 有機物。粘土脫水的第二平均升溫速率保持為10°C/小時。燒制循環能在粘土脫水開始之前 在體中去除有機物,同時將氧化鋁脫水時的溫差保持足夠低。燒制的生坯體都沒有斷裂。用 于這個實驗的總循環時間是約103小時,而把體從室溫燒制到高燒制溫度(700°C)的循環時 間是約59小時。
[0126] 實施例5
[0127] 如上所述,形成23個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17" 高度,和根據表3所示的方案進行燒制。以約12.16°C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱 至|J180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約10小時。參考圖17,在預熱保持時 間之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約7°C。然后,把生坯體從180°C的預熱 溫度加熱到約269°C的低燒制溫度。第一平均升溫速率是2.7°C/小時,且實際升溫速率在氧 化鋁脫水時從約2.3°C/小時增加到10°C/小時,如圖17所示。第一平均升溫速率低到足以在 表皮部分中有機物開始燃燒時把零件內溫差控制在50°C之內。平均第一升溫速率還低到足 以在氧化鋁脫水時把溫差控制到24.2°C,這在_20°C到+40°C之內。然后,以19.4°C/小時的 第二平均升溫速率把生坯體從269°C的低燒制溫度加熱到700°C的高燒制溫度,如圖11和17 所示,允許第二平均升溫速率從269°C的10°C/小時逐漸增加到400°C的20°C/小時。燒制循 環能在粘土脫水開始之前在體中去除有機物,同時將氧化鋁脫水時的溫差保持足夠低。非 常低水平(4%)的燒制的生坯體具有斷裂。用于這個實驗的總循環時間是約136小時,而把 體從室溫燒制到高燒制溫度(700°C)的循環時間是約78小時。與實施例1相比,整個循環的 更慢的平均升溫速率斷裂對產品斷裂沒有不利影響;但是,沒有降低燒制循環時間。
[0128] 實施例6
[0129] 如上所述,形成5個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17"高 度,和根據表3所示的方案進行燒制。使用類似于比較例A的時間溫度方案燒制生坯體;但 是,在窯爐中從預熱溫度加熱到低燒制溫度時把窯爐中的氧濃度增加到15.4%。以約12.16 °C/小時的升溫速率把生坯體從室溫加熱到180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度 下保持約10小時。參考圖18,在預熱保持時間之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫 差為約27°C。然后,把生坯體從180°C的預熱溫度加熱到約255°C的低燒制溫度。第一平均升 溫速率從開始從表皮部分燃燒有機物的約2.3°C/小時逐漸增加到氧化鋁脫水時的約7.5 °C/小時。這個范圍的平均升溫速率是約3.3°C/小時。類似于比較例A,在達到低燒制溫度 (255°C)時氧化鋁脫水反應是不完全的。此外,因為低溫度的降低,有機含量通常不能充分 的降低。但是,這被更高的氧濃度抵銷。更高的〇 2允許在粘土脫水之前進一步降低有機物含 量。因此,在第一平均升溫速率和氧濃度之間存在可能的折衷,從而可在更高的氧濃度下容 納更高的第一平均升溫速率(或更短的預熱溫度和低燒制溫度之間的時間),這允許從表皮 部分基本上去除有機物。在該實施例中,燒制的生坯體都沒有斷裂。用于這個實驗的總循環 時間是約103小時,而把體從室溫燒制到高燒制溫度(700°C)的循環時間是約61小時。
[0130] 實施例7
[0131] 如上所述地形成具有各種尺寸和孔道幾何形貌條件的116個先進的堇青石生坯 體。各種零件尺寸為12"直徑和1Γ高度、12"直徑和13.5"高度和13"直徑和17"高度。參考圖 19,使用如表3所示的類似于實施例3的時間溫度方案燒制生坯體。以約25.14°C/小時的預 熱升溫速率把生坯體從室溫加熱到180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約 6小時。在預熱保持時間之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約_24°C。為了適 應這個更快的4.5°C的第一平均升溫速率(與實施例1相比),把低燒制溫度增加到320°C。然 后,以24.9°C/小時的第二平均升溫速率把生坯體從320°C的低燒制溫度加熱到700°C的高 燒制溫度,如圖3和11所示。對于大樣品尺寸的生坯體,獲得非常低斷裂水平即〈6%。
[0132] 實施例8
[0133] 如上所述,形成18個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17" 高度,和根據表3所示的方案進行燒制。參考圖20,以約30.5°C/小時的升溫速率把生坯體從 室溫加熱到180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約4.5小時。在預熱保持時 間之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約-8°C。然后,把生坯體從180°C的預 熱溫度加熱到約290°C的低燒制溫度。第一平均升溫速率時的平均升溫速率是3.8°C/小時。 表皮部分中有機物開始燃燒時的實際第一平均升溫速率是約2.3°C/小時,并增加到氧化鋁 脫水時的約6°C/小時,如圖3,11和20所示。第一平均升溫速率低到足以在表皮部分中有機 物開始燃燒時把零件內溫差控制在50°C之內。平均第一升溫速率還低到足以在氧化鋁脫水 時把溫差控制到-1.7°C,這在_20°C到+40°C之內。然后,以26.7°C/小時的第二平均升溫速 率把生坯體從290°C的低燒制溫度加熱到700°C的高燒制溫度,允許第二平均升溫速率在 290°C到400°C時從6°C/小時逐漸增加到31°C/小時。燒制循環能在粘土脫水開始之前在體 中去除有機物,同時將氧化鋁脫水時的溫差保持足夠低。參考圖21,顯示在粘土脫水開始之 前,從表皮部分(2105)去除有機物的碳分布。燒制的生坯體都沒有斷裂。用于這個實驗的總 循環時間是約102小時,而把體從室溫燒制到高燒制溫度(700°C)的循環時間是約54小時。
[0134] 實施例9
[0135] 如上所述,形成31個先進的堇青石生坯體,其具有為200/12構造的13"直徑和17" 高度,和根據表3所示的方案進行燒制。參考圖22,以約26.6°C/小時的升溫速率把生坯體從 室溫加熱到180°C的預熱溫度。然后,將生坯體在預熱溫度下保持約6小時。在預熱保持時間 之后,生坯體的中間芯體和頂部表皮之間的溫差為約-6°C。然后,把生坯體從18