CN101671179B - 高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法。特征是按以下原料配料和步骤完成，原料为煅烧氧化铝、硅酸锆、氧化钇、氧化铈、氧化镁、碳酸钙和氧化钛。步骤是将上述原料投入球磨机内，加水，再添加浓度为5％的聚乙烯醇进行湿法球磨得到浆料；再将料浆进行喷雾干燥得到干粉料；将粉料采用等静压成型得到生坯；采用高温抽屉窑在还原气氛下一次烧成得到高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料。本发明与氧化铝陶瓷材料相比它具有高强度、高韧性、高耐磨性能，生产工艺简单，烧成温度大幅度下降，达到节能降耗的目的。

Description

高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法

技术领域

本发明涉及一种高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法，

背景技术

传统氧化铝(刚玉)结构陶瓷材料，它具有原材料广泛且便宜，技术设备要求低，因而广泛使用，氧化铝结构陶瓷烧成温度较高，一般达到1600℃以上，能耗严重；同时，由于氧化铝陶瓷的断裂韧性较低，因此其抗弯强度和耐磨性能较差；故对一些要求耐磨度和机械强度较高的领域，如石油钻井用陶瓷缸套，就不能以氧化铝陶瓷材料制备。氧化锆陶瓷的机构强度和断裂韧性都很高，但成本非常高。同时氧化锆陶瓷容易产生低温老化，故很难大规模推广。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料及制造方法

本发明的技术解决方案是根据背景技术存在的缺点和不足，以煅烧氧化铝和硅酸锆为原料，加入组合矿化剂，调整烧成温度及基体原料比例，可以一次性生产出表面有釉的高强度、高耐磨、高抗热震性自释釉锆铝硅复合材料。其力学性能，特别是高强度、高耐磨性能能比氧化铝陶瓷提高数倍，而成本却降低。它是以煅烧氧化铝和硅酸锆为基体原料，加入氧化钇、氧化铈、氧化镁、碳酸钙和氧化钛为矿化剂，采用常规原位反应法来制备高性能复合材料。改性增强增韧，在成型工艺上采用等静压成型技术，使材料具有均匀性和致密性，在烧结工艺中常采用常规高温抽屉窑一次烧成，温度均匀，且成本低。

具体方案如下：高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷的制备方法，它包括基体原料、矿化剂，，其特征在于所述的基体原料为煅烧氧化铝和硅酸锆，所述的矿化剂为氧化钇、氧化铈、氧化镁、碳酸钙和氧化钛，按以下原料的重量配比配料和步骤完成：

所述的各原料的重量配比为：

煅烧氧化铝20-58％，硅酸锆40-75％，氧化钇1-5％，氧化铈0.5-2％，氧化镁0.5-3％，碳酸钙0.5-3％，氧化钛0.5-3％。

各组份百分含量之和为100％计；

所述的各步骤为：(1)、采用常规的湿法球磨，将上述重量配比的原料投入球磨机内，然后加水，再添加浓度为5％的聚乙烯醇0.6-0.8％，料∶球∶水按1∶3-5∶0.7重量配比，球磨20-40小时得到浆料，其聚乙稀醇为粘结剂；

2)料浆常规工艺进行喷雾干燥或烘干粉碎得到干粉料，其进口温度为400-420℃，出口温度为90-110℃，泵压为1-1.5kg/cm²；

3)粉料采用常规等静压或干压成型得生坯.，成型压力为150-200MPa，保压时间为10-20秒，生坯烘干5小时；

4)、采用常规高温一次烧成工艺，即用液化气高温抽屉窑在还原气氛下烧结，烧成温度为1400-1600℃，保温2-3小时，得到高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料。

通过上述方法制备的生产出表面有釉的高强度、高耐磨、高抗热震性自释釉锆铝硅复合材料。它与氧化铝陶瓷材料相比它具有高强度、高韧性、高耐磨性能，生产工艺简单，烧成温度大幅度下降，达到节能降耗的目的。

具体实施方式

配方实例

例1、煅烧氧化铝43％，硅酸锆52％，氧化钇2％，氧化铈0.5％，氧化镁0.7％，碳酸钙0.8％，氧化钛1％。

例2、煅烧氧化铝49％，硅酸锆45.8％，氧化钇2.1％，氧化铈0.5％，氧化镁0.8％，碳酸钙0.9％，氧化钛0.9％。

Claims (2)

1.高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷的制备方法，它包括基体原料、矿化剂，其特征在于所述的基体原料为煅烧氧化铝和硅酸锆，所述的矿化剂为氧化钇、氧化铈、氧化镁、碳酸钙和氧化钛，按以下原料的重量配比配料和步骤完成： 

所述的各原料的重量配比为： 

煅烧氧化铝20-58％，硅酸锆40-75％，氧化钇1-5％，氧化铈0.5-2％，氧化镁0.5-3％，碳酸钙0.5-3％，氧化钛0.5-3％;

各组份百分含量之和为100％计； 

所述的各步骤为：(1)、采用常规的湿法球磨，将上述重量配比的原料投入球磨机内，然后加水，再添加浓度为5％的聚乙烯醇0.6-0.8％，料∶球∶水按1∶3-5∶0.7重量配比，球磨20-40小时得到浆料，其聚乙烯醇为粘结剂； 

2)料浆常规工艺进行喷雾干燥或烘干粉碎得到干粉料，其进口温度为400-420℃，出口温度为90-110℃，泵压为1-1.5kg/cm²； 

3)粉料采用常规等静压或干压成型得到生坯.，成型压力为150-200MPa，保压时间为10-20秒，生坯烘干5小时； 

4)、采用常规高温一次烧成工艺，即用液化气高温抽屉窑在还原气氛下烧结，烧成温度为1400-1600℃，保温2-3小时，得到高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料。 

2.由权利要求1所述的方法制备的一种高强度、高耐磨锆铝硅复合自释釉陶瓷材料。