CN104370521A - 一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷及其制备方法，该特种陶瓷有以下重量份的原料组成：焦宝石16-20、镁橄榄石20-24、紫砂泥10-16、碳化硅26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、氧化铈2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、废糖蜜3-5、甲酸钙1.5-2.5、聚乙烯醇2-3、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、去离子水适量。本发明采用先粉碎原料再球磨获得超细粉的工艺，保证了粉体的尺寸，同时加入适量的紫砂泥、碳化硅、氮化硼、磷酸锆、氧化铈，使耐热温度大大提高，超过3500℃，二氧化锰的加入则降低了烧结温度和烧结时间，实现了热压下耐高温陶瓷的烧结，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及特种陶瓷制品，具体涉及一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷及其制备方法。
背景技术
新技术领域如:航天航空，核工业，新能源，国防军工等领域急需大量的新材料，特种陶瓷由于具有优良的耐热性能，介电性能，耐磨性能，隔热性能，压电性能，透光性能受到各国的广泛重视。耐热陶瓷就是其中的一个重要分支。传统的耐热陶瓷一般耐热温度低，且烧结工艺复杂，成本高。因此迫切需要对其进行改进，降低成本，让其使用范围更广，实用性变强。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种含氧化铈耐高温的特种陶瓷，以改善传统耐热陶瓷制品的性能，提高其耐热温度，降低制作成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷，该特种陶瓷由以下重量份的原料组成：焦宝石16-20、镁橄榄石20-24、紫砂泥10-16、碳化硅26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、氧化铈2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、废糖蜜3-5、甲酸钙1.5-2.5、聚乙烯醇2-3、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、去离子水适量。
一种含氧化铈的耐高温的特种陶瓷制备方法，包括以下步骤
（1）用焦宝石、镁橄榄石、碳化硅、氮化硼放入煅烧炉中，烧蚀1-2h，烧蚀温度400-500℃；
（2）将步骤（1）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过80-120目筛后放入球磨机中，加入三乙醇胺和元明粉，2000-3000rpm高速球磨1-2h，烘干，粉碎，得颗粒A；
（3）将紫砂泥、磷酸锆、二氧化锰、氧化铈放入煅烧炉中，烧蚀0.5-1h，烧蚀温度360-420℃；
（4）将步骤（3）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过100-150目筛后放入球磨机中，加入废糖蜜和甲酸钙，1500-2000rpm高速球磨2-3h，烘干，粉碎，得颗粒B；
（5）将上述所得的颗粒A和颗粒B同时放入球磨机中，3000-5000rpm高速球磨0.5-1h，得复合超细粉；
（6）将聚乙烯醇、羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、石蜡加入步骤（5）所得的复合超细粉中，并采用喷雾法加入适量的去离子水，搅拌均匀后投入到挤压机中，挤压得素坯；
（7）将步骤（6）所得素坯在常压、850-1000℃温度下煅烧1-2h，得干坯，将干坯在热压26-30Mpa、2000-2200℃温度、60%CO-40%H2氛围下烧结6-7h，即得成品。
本发明的有益效果：
本发明采用先粉碎原料再球磨获得超细粉的工艺，保证了粉体的尺寸，同时加入适量的紫砂泥、碳化硅、氮化硼、磷酸锆、氧化铈，使耐热温度大大提高，超过3500℃，二氧化锰的加入则降低了烧结温度和烧结时间，实现了热压下耐高温陶瓷的烧结，降低了生产成本。
具体实施方式
实施例1
一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷，该特种陶瓷由以下重量（kg）的原料组成：焦宝石16、镁橄榄石20、紫砂泥10、碳化硅26、磷酸锆3、氮化硼2.5、二氧化锰1、氧化铈2、三乙醇胺4、元明粉2、废糖蜜3、甲酸钙1.5、聚乙烯醇2、羟甲基纤维素1、木质素磺酸钠1、石蜡3、去离子水适量。
一种含氧化铈的耐高温的特种陶瓷制备方法，包括以下步骤
（1）用焦宝石、镁橄榄石、碳化硅、氮化硼放入煅烧炉中，烧蚀2h，烧蚀温度400℃；
（2）将步骤（1）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过80目筛后放入球磨机中，加入三乙醇胺和元明粉，2000rpm高速球磨2h，烘干，粉碎，得颗粒A；
（3）将紫砂泥、磷酸锆、二氧化锰、氧化铈放入煅烧炉中，烧蚀1h，烧蚀温度360℃；
（4）将步骤（3）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过100目筛后放入球磨机中，加入废糖蜜和甲酸钙，1500rpm高速球磨3h，烘干，粉碎，得颗粒B；
（5）将上述所得的颗粒A和颗粒B同时放入球磨机中，3000rpm高速球磨1h，得复合超细粉；
（6）将聚乙烯醇、羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、石蜡加入步骤（5）所得的复合超细粉中，并采用喷雾法加入适量的去离子水，搅拌均匀后投入到挤压机中，挤压得素坯；
（7）将步骤（6）所得素坯在常压、850℃温度下煅烧2h，得干坯，将干坯在热压26Mpa、2000℃温度、60%CO-40%H2氛围下烧结6h，即得成品。
实验测量，所述陶瓷耐高温达到3600℃，密度为4.8 g/cm3，抗弯强度为280MPa。
实施例2
一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷，该特种陶瓷由以下重量（kg）的原料组成：焦宝石18、镁橄榄石22、紫砂泥14、碳化硅28、磷酸锆4、氮化硼3.5、二氧化锰2、氧化铈3、三乙醇胺5、元明粉3、废糖蜜4、甲酸钙2、聚乙烯醇2.5、羟甲基纤维素1.5、木质素磺酸钠1.5、石蜡4、去离子水适量。
一种含氧化铈的耐高温的特种陶瓷制备方法，包括以下步骤
（1）用焦宝石、镁橄榄石、碳化硅、氮化硼放入煅烧炉中，烧蚀1.5h，烧蚀温度450℃；
（2）将步骤（1）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过100目筛后放入球磨机中，加入三乙醇胺和元明粉，2500rpm高速球磨1.5h，烘干，粉碎，得颗粒A；
（3）将紫砂泥、磷酸锆、二氧化锰、氧化铈放入煅烧炉中，烧蚀45min，烧蚀温度400℃；
（4）将步骤（3）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过120目筛后放入球磨机中，加入废糖蜜和甲酸钙，1800rpm高速球磨2.5h，烘干，粉碎，得颗粒B；
（5）将上述所得的颗粒A和颗粒B同时放入球磨机中，4000rpm高速球磨40min，得复合超细粉；
（6）将聚乙烯醇、羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、石蜡加入步骤（5）所得的复合超细粉中，并采用喷雾法加入适量的去离子水，搅拌均匀后投入到挤压机中，挤压得素坯；
（7）将步骤（6）所得素坯在常压、950℃温度下煅烧1.5h，得干坯，将干坯在热压28Mpa、2100℃温度、60%CO-40%H2氛围下烧结6.5h，即得成品。
实验测量，所述陶瓷耐高温达到3500℃，密度为4.9 g/cm3，抗弯强度为270MPa。
实施例3
一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷，该特种陶瓷由以下重量（kg）的原料组成：焦宝石20、镁橄榄石24、紫砂泥16、碳化硅30、磷酸锆5、氮化硼4.5、二氧化锰3、氧化铈4、三乙醇胺6、元明粉4、废糖蜜5、甲酸钙2.5、聚乙烯醇3、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠2、石蜡5、去离子水适量。
一种含氧化铈的耐高温的特种陶瓷制备方法，包括以下步骤
（1）用焦宝石、镁橄榄石、碳化硅、氮化硼放入煅烧炉中，烧蚀1h，烧蚀温度500℃；
（2）将步骤（1）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过120目筛后放入球磨机中，加入三乙醇胺和元明粉，3000rpm高速球磨1h，烘干，粉碎，得颗粒A；
（3）将紫砂泥、磷酸锆、二氧化锰、氧化铈放入煅烧炉中，烧蚀0.5h，烧蚀温度420℃；
（4）将步骤（3）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过150目筛后放入球磨机中，加入废糖蜜和甲酸钙，2000rpm高速球磨2h，烘干，粉碎，得颗粒B；
（5）将上述所得的颗粒A和颗粒B同时放入球磨机中，5000rpm高速球磨0.5h，得复合超细粉；
（6）将聚乙烯醇、羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、石蜡加入步骤（5）所得的复合超细粉中，并采用喷雾法加入适量的去离子水，搅拌均匀后投入到挤压机中，挤压得素坯；
（7）将步骤（6）所得素坯在常压、1000℃温度下煅烧1h，得干坯，将干坯在热压30Mpa、2200℃温度、60%CO-40%H2氛围下烧结6h，即得成品。
实验测量，所述陶瓷耐高温达到3550℃，密度为4.6 g/cm3，抗弯强度为295MPa。
Claims (2)
1.一种含氧化铈的耐高温特种陶瓷，其特征在于，该特种陶瓷由以下重量份的原料组成：焦宝石16-20、镁橄榄石20-24、紫砂泥10-16、碳化硅26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、氧化铈2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、废糖蜜3-5、甲酸钙1.5-2.5、聚乙烯醇2-3、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、去离子水适量。
2.一种如权利要求1所述的含氧化铈的耐高温的特种陶瓷制备方法，其特征在于，包括以下步骤
（1）用焦宝石、镁橄榄石、碳化硅、氮化硼放入煅烧炉中，烧蚀1-2h，烧蚀温度400-500℃；
（2）将步骤（1）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过80-120目筛后放入球磨机中，加入三乙醇胺和元明粉，2000-3000rpm高速球磨1-2h，烘干，粉碎，得颗粒A；
（3）将紫砂泥、磷酸锆、二氧化锰、氧化铈放入煅烧炉中，烧蚀0.5-1h，烧蚀温度360-420℃；
（4）将步骤（3）所得物放入粉碎机内进行粉碎，过100-150目筛后放入球磨机中，加入废糖蜜和甲酸钙，1500-2000rpm高速球磨2-3h，烘干，粉碎，得颗粒B；
（5）将上述所得的颗粒A和颗粒B同时放入球磨机中，3000-5000rpm高速球磨0.5-1h，得复合超细粉；
（6）将聚乙烯醇、羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、石蜡加入步骤（5）所得的复合超细粉中，并采用喷雾法加入适量的去离子水，搅拌均匀后投入到挤压机中，挤压得素坯；
（7）将步骤（6）所得素坯在常压、850-1000℃温度下煅烧1-2h，得干坯，将干坯在热压26-30Mpa、2000-2200℃温度、60%CO-40%H2氛围下烧结6-7h，即得成品。
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