CN101525230B - 一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方 - Google Patents

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Abstract

本发明属于陶瓷材料领域。尤其涉及一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方。一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方，该陶瓷组分由Al2O3粉、高岭土、烧滑石、碳酸钡、氧化镁、白云石、坯体增强粉、复合添加剂组成；复合添加剂由聚乙烯醇、三聚磷酸钠、解凝剂组成；解凝剂为德国司马公司生产的代码为9300剂、5040剂。本发明的有益效果在于：配方中加入了适量的复合添加剂，复合添加剂有利于减小Al2O3的晶粒尺寸，同时随着复合添加剂的加入。有利于提高Al2O3复相陶瓷的抗弯强度和硬度，当选择复合添加剂的加入量为10％，Al2O3微晶耐磨陶瓷已经具有了大于400Pa的抗弯度，其硬度Hv也高达1456MPa以上。

Description

一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域。尤其涉及一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方。
背景技术
氧化铝陶瓷是现代陶瓷研究最为详细和使用最为广泛的一种陶瓷，其密度为3.98g/cm3，化学计量的氧化铝的分子量是101.96，最常用的晶体类型是刚玉结构的α-Al2O3属R3c空间群，每个细胞由10个分子组成。可以通过将氧原子作近似六方密堆，则铝离子占据三分之二的八面体间隙。Al2O3陶瓷材料因为具有优异的耐磨性而得到了越来越广泛的应用，特别是在火电、钢铁、冶炼、矿山等行业的粉料或流体的输送系统中正逐渐用于替代传统的金属和有机材料。由于Al2O3陶瓷的耐磨性、高温强度和抗氧化性，与其他材料复合，可以作为切削工具；Al2O3陶瓷的生物相容性较好，可以作为齿根、髋关节、膝关节等人工骨骼。单一Al2O3陶瓷的应用范围较小，需要与其它材料复合，如ZrO2、TiC、Ti(C，N)、Ti2B、SiC才能发挥作用。但是通常的氧化铝陶瓷配方，烧结温度高，晶粒尺寸大，而且陶瓷成品有微气孔。并且陶瓷成品在耐磨损和抗冲击方面存在着缺陷。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种新的微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方。一种微晶耐磨氧化铝陶瓷的配方，其特征是：该陶瓷组分由Al2O3粉、高岭土、烧滑石、碳酸钡、氧化镁、白云石、坯体增强粉、复合添加剂组成；复合添加剂由聚乙烯醇、三聚磷酸钠、解凝剂组成；解凝剂为德国司马公司生产的9300剂、5040剂。。
本发明的微晶氧化铝由如下组分组成，均为重量份：Al2O3粉88800～89200份，高岭土7480～7520份，烧滑石1480～1520份，碳酸钡490～510份，氧化镁490～510份，白云石980～1200份，坯体增强粉90～110份，复合添加剂745～755份，水料比为1∶2。
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉89000份，高岭土7500，烧滑石1500份，碳酸钡500份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂100份，复合添加剂750份，水料比为1∶2。
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉89200份，高岭土7480份，烧滑石1510份，碳酸钡490份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂100份，复合添加剂749份，水料比为1∶2。
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉88800份，高岭土7510份，烧滑石1510份，碳酸钡500份，氧化镁510份，白云石98份，坯体增强剂100份，复合添加剂752份，水料比为1∶2。
复合添加剂的组分，按重量份计：聚乙烯醇248～252份、三聚磷酸钠248～252份、解凝剂248～252份。复合添加剂优选组分，按重量份计：聚乙烯醇250份、三聚磷酸钠250份、解凝剂250份。
上述重量份的原料制备氧化铝陶瓷的步骤为：(1)粉料加入球磨机中，球磨至球磨粒度为1.8微米；(2)用激光力度分析仪检测料浆细度，测料浆粒径D50＜1.8μm，水分含量40～44％，通过标准流量计的时间为19～25秒时，将合格的料浆放入浆池；(3)吸取浆池中浆料经过伺服系统打入喷干塔进行干燥造粒；(4)用40目、60目、100目、120目、140目网筛一次过筛，进行颗粒级配，放入陈腐仓均化；(5)经过压力成型压成所需形状的坯体；(6)干燥后在1540～1560℃烧成，最后拣选包装入库。
本发明的有益效果在于：配方中加入了适量的复合添加剂，其中复合添加剂包括聚乙烯醇，三聚磷酸钠，德国司马公司生产的9300剂或5040剂，复合添加剂有利于减小Al2O3的晶粒尺寸，同时随着复合添加剂的加入。有利于提高Al2O3复相陶瓷的抗弯强度和硬度，当选择复合添加剂的加入量为10％，Al2O3微晶耐磨陶瓷已经具有了大于400Pa的抗弯度，其硬度Hv也高达1456MPa以上。
具实施方式
实施例1
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉89000份高岭土7500份，烧滑石1500份，碳酸钡500份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂500份，聚乙烯醇250份，三聚磷酸钠250份，德国司马公司生产的9300剂250份，水料比为1∶2。此种配方的微晶耐磨氧化铝陶瓷具有410Pa的抗弯度，其硬度Hv也高达1457.72MPa。
上述重量份的原料制备微晶耐磨氧化铝陶瓷的步骤为：(1)粉料加入球磨机中，球磨至球磨粒度为1.8微米；(2)用激光力度分析仪检测料浆细度，测料浆粒径D50＜1.8μm，水分含量40～44％，通过标准流量计的时间为19～25秒时，将合格的料浆放入浆池；(3)吸取浆池中浆料经过伺服系统打入喷干塔进行干燥造粒；(4)用40目、60目、100目、120目、140目网筛一次过筛，进行颗粒级配，放入陈腐仓均化；(5)经过压力成型压成所需形状的坯体；(6)干燥后在1540～1560℃烧成，最后拣选包装入库。
实施例2
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉89200份，高岭土7480份，烧滑石1510份，碳酸钡490份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂100份，聚乙烯醇249份，三聚磷酸钠250份，德国司马公司生产的5040剂250份，水料比为1∶2。此种配方的微晶耐磨氧化铝陶瓷具有415Pa的抗弯度，其硬度Hv也高达1456.85MPa。
上述重量份的原料制备微晶耐磨氧化铝陶瓷的步骤为：(1)粉料加入球磨机中，球磨至球磨粒度为1.8微米；(2)用激光力度分析仪检测料浆细度，测料浆粒径D50＜1.8μm，水分含量40～44％，通过标准流量计的时间为19～25秒时，将合格的料浆放入浆池；(3)吸取浆池中浆料经过伺服系统打入喷干塔进行干燥造粒；(4)用40目、60目、100目、120目、140目网筛一次过筛，进行颗粒级配，放入陈腐仓均化；(5)经过压力成型压成所需形状的坯体；(6)干燥后在1540～1560℃烧成，最后拣选包装入库。
实施例3
本发明的微晶耐磨氧化铝陶瓷优选如下组分，均为重量份：Al2O3粉88800份，高岭土7510份，烧滑石1510份，碳酸钡500份，氧化镁510份，白云石98份，坯体增强剂100份，聚乙烯醇250，三聚磷酸钠250份，德国司马公司生产的9300剂252份，水料比为1∶2。此种配方的微晶耐磨氧化铝陶瓷具有413Pa的抗弯度，其硬度Hv也高达1456.80MPa。
上述重量份的原料制备微晶耐磨氧化铝陶瓷的步骤为：(1)粉料加入球磨机中，球磨至球磨粒度为1.8微米；(2)用激光力度分析仪检测料浆细度，测料浆粒径D50＜1.8μm，水分含量40～44％，通过标准流量计的时间为19～25秒时，将合格的料浆放入浆池；(3)吸取浆池中浆料经过伺服系统打入喷干塔进行干燥造粒；(4)用40目、60目、100目、120目、140目网筛一次过筛，进行颗粒级配，放入陈腐仓均化；(5)经过压力成型压成所需形状的坯体；(6)干燥后在1540～1560℃烧成，最后拣选包装入库。

Claims (5)

1.一种微晶耐磨氧化铝陶瓷，其特征是：该陶瓷组分由按重量份计的如下组分组成：Al2O3粉、高岭土、烧滑石、碳酸钡、氧化镁、白云石、坯体增强粉、复合添加剂；其中Al2O3粉88800～89200份，高岭土7480～7520份，烧滑石1480～1520份，碳酸钡490～510份，氧化镁490～510份，白云石980～1200份，坯体增强粉90～110份，复合添加剂745～755份，水料比为1∶2；所述的复合添加剂由聚乙烯醇、三聚磷酸钠、解凝剂组成；所述的复合添加剂的组分，按重量份计：聚乙烯醇248～252份、三聚磷酸钠248～252份、解凝剂248～252份。
2.如权利要求1所述的微晶耐磨氧化铝陶瓷，其特征是组成为按重量份计的如下组分：Al2O3粉89000份，高岭土7500，烧滑石1500份，碳酸钡500份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂100份，复合添加剂750份，水料比为1∶2。
3.如权利要求1所述的微晶耐磨氧化铝陶瓷，其特征是组成为按重量份计的如下组分：Al2O3粉89200份，高岭土7480份，烧滑石1510份，碳酸钡490份，氧化镁500份，白云石1000份，坯体增强剂100份，复合添加剂749份，水料比为1∶2。
4.如权利要求1所述的微晶耐磨氧化铝陶瓷，其特征是所述的复合添加剂组分，按重量份计：聚乙烯醇250份、三聚磷酸钠250份、解凝剂250份。
5.根据权利要求1所述的微晶耐磨氧化铝陶瓷的制备工艺，其特征在于：具体步骤为：(1)将粉料加入球磨机中，球磨至球磨粒度为1.8微米；(2)用激光力度分析仪检测料浆细度，测料浆粒径D50＜1.8μm，水分含量40～44％，通过标准流量计的时间为19～25秒时，将合格的料浆放入浆池；(3)吸取浆池中浆 料经过伺服系统打入喷干塔进行干燥造粒；(4)用40目、60目、100目、120目、140目网筛一次过筛，进行颗粒级配，放入陈腐仓均化；(5)经过压力成型压成所需形状的坯体；(6)干燥后在1540～1560℃烧成，最后拣选包装入库。 
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