CN102674815A - 一种氧化铝陶瓷喷嘴材料及其制备方法 - Google Patents

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殷镖
张苹
顾永军
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Abstract

本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体公开了一种氧化铝陶瓷喷嘴材料及其制备方法。氧化铝陶瓷喷嘴材料通过以下步骤制得：将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，再加入聚乙烯醇，制得预混料；预混料过筛造粒后加入甘油进行润滑处理；润滑处理过的预混料颗粒在70～100℃加热；采用双向模压工艺将预混料颗粒模压成型，制得素坯，之后进行烧结，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备工艺简单，成品率高，价格低廉，采用本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料制备方法制得的氧化铝陶瓷喷嘴材料可在1500℃使用，强度高，热稳定性好，高温下耐腐蚀，喷嘴材料性能优越，完全满足陶瓷喷嘴的性能要求。

Description

一种氧化铝陶瓷喷嘴材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，具体涉及一种氧化铝陶瓷喷嘴材料及其制备方法。
背景技术
近年来快淬钕铁硼磁性材料产业飞速发展，对钕铁硼磁性材料设备的需求也急剧增加。目前钕铁硼真空快淬炉是生产快淬Nd-Fe-B磁粉的关键设备，其工作原理是：真空感应金属熔液通过陶瓷喷嘴流到高速旋转的钼辊表面，金属熔液被快速冷却凝固，形成非晶或微晶磁粉。其中，陶瓷喷嘴是真空快淬炉的核心和易损部件，其性能和寿命直接关系到整个设备的生产效率，陶瓷喷嘴的性能应满足以下条件：使用温度1500℃，热稳定性好，强度高，高温下耐腐蚀冲刷，但目前使用的陶瓷喷嘴的生产工艺复杂，成本较高。因此，急需研制开发一种适用于真空快淬设备的陶瓷喷嘴，既能满足陶瓷喷嘴的性能要求，并且生产工艺简单，价格低廉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氧化铝陶瓷喷嘴材料。
本发明的目的还在于提供一种氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种氧化铝陶瓷喷嘴材料，通过包括以下步骤的制备方法制得：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为10～15％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3～5％，然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的1～3％，制得预混料；将所述预混料过筛造粒，制得预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在70～100℃加热1～2小时；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为4～8MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在80～100℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1300～1400℃，之后再保温2～5小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。
优选的，所述α-Al2O3陶瓷粉料的组成为：重量百分含量为30％的100目α-Al2O3粉体、重量百分含量为10％的200目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的300目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的α-Al2O3微粉。
优选的，所述甘油的用量为：甘油的重量为预混料颗粒重量的1～2％。
一种氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为10～15％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3～5％，然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的1～3％，制得预混料；将所述预混料过筛造粒，以增加预混料的流动性，得到预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理，以增加预混料颗粒与模具间的润滑性，减少摩擦力；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在70～100℃加热1～2小时，以蒸除部分溶剂，使预混料颗粒粘度适中，易于压制和脱模；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为4～8MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在80～100℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1300～1400℃，之后再保温2～5小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。
本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料选用α-Al2O3陶瓷粉料，以羧甲基纤维素钠为黏合剂，通过混料、模压前处理、模压成型和烧结工艺制得。α-Al2O3陶瓷粉料耐高温、化学稳定性好、耐磨损性能优良、耐腐蚀、机械强度高、导热率低，并且来源广泛，制备技术成熟，价格相对低廉。因此选用α-Al2O3陶瓷粉料可显著降低氧化铝陶瓷喷嘴材料的生产成本。
本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备工艺简单，成品率高，价格低廉，采用本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料制备方法制得的氧化铝陶瓷喷嘴材料可在1500℃使用，强度高，热稳定性好，高温下耐腐蚀，喷嘴材料性能优越，完全满足陶瓷喷嘴的性能要求。本发明提供的氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备方法在磁性行业具有广阔的应用前景，可用于制备各种几何形状喷嘴，亦可制备各种坩埚及陶瓷制品。
具体实施方式
实施例1
本实施例氧化铝陶瓷喷嘴材料通过包括以下步骤的制备方法制得：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为10％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的5％，α-Al2O3陶瓷粉料的组成为：重量百分含量为30％的100目α-Al2O3粉体、重量百分含量为10％的200目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的300目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的α-Al2O3微粉；然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3％，制得预混料；将预混料过筛造粒，制得预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理，甘油的重量为预混料颗粒重量的2％；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在100℃加热1小时；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为8MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在100℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1400℃，之后再保温5小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。
实施例2
本实施例氧化铝陶瓷喷嘴材料通过包括以下步骤的制备方法制得：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为15％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3％，α-Al2O3陶瓷粉料的组成为：重量百分含量为30％的100目α-Al2O3粉体、重量百分含量为10％的200目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的300目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的α-Al2O3微粉；然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的1％，制得预混料；将预混料过筛造粒，制得预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理，甘油的重量为预混料颗粒重量的1％；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在70℃加热2小时；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为4MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在80℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1300℃，之后再保温2小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。

Claims (4)

1.一种氧化铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，通过包括以下步骤的制备方法制得：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为10～15％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3～5％，然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的1～3％，制得预混料；将所述预混料过筛造粒，制得预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在70～100℃加热1～2小时；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为4～8MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在80～100℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1300～1400℃，之后再保温2～5小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。
2.根据权利要求1所述的氧化铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述α-Al2O3陶瓷粉料的组成为：重量百分含量为30％的100目α-Al2O3粉体、重量百分含量为10％的200目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的300目α-Al2O3粉体、重量百分含量为30％的α-Al2O3微粉。
3.根据权利要求1所述的氧化铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述甘油的用量为：甘油的重量为预混料颗粒重量的1～2％。
4.一种权利要求1-3任一所述的氧化铝陶瓷喷嘴材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素钠配制成质量百分比浓度为10～15％的羧甲基纤维素钠水溶液，将羧甲基纤维素钠水溶液加入α-Al2O3陶瓷粉料中，混合均匀，得混合物料A，其中羧甲基纤维素钠水溶液中的羧甲基纤维素钠的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的3～5％，然后再向混合物料A中加入聚乙烯醇，聚乙烯醇的重量为α-Al2O3陶瓷粉料重量的1～3％，制得预混料；将所述预混料过筛造粒，制得预混料颗粒，向预混料颗粒中加入甘油进行润滑处理；
(2)对润滑处理过的预混料颗粒进行模压前处理：润滑处理过的预混料颗粒在70～100℃加热1～2小时；
(3)模压成型：采用双向模压工艺，将步骤(2)处理得到的预混料颗粒模压成型，制得素坯，其中压力为4～8MPa/cm2，保压1分钟；
(4)烧结工艺：采用阶梯升温方式，所述素坯在80～100℃保温1小时，然后以180℃/h的升温速率升至1300～1400℃，之后再保温2～5小时，然后冷至室温，制得氧化铝陶瓷喷嘴材料。
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