CN104387042A - 一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：纳米镍粉2-3、氮化硼20-26、硅藻土2-3、氮化硅34-38、聚四氟乙烯1-2、硅微粉40-50、伊利石3-5、莫来石颗粒24-27、超细VC粉体8-11、碳酸钠2-3、去离子水适量、正硅酸乙酯3-4、乙醇适量、助剂4-6；本发明的陶瓷具有极高的硬度,同时具有很好的耐磨性和耐热性，无毒，能够大大延长喷嘴的寿命，提高生产效率；通过使用本发明的助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。

Description

一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
喷嘴要长期受到磨损，目前喷嘴用的材料有铝合金材料、陶瓷等，铝合金材料耐磨性差，要经常更换，成本高；目前所用的陶瓷材料脆性大，耐磨性不太高，不耐冷热刺激，耐酸碱性差，因此需要研究耐磨性好，硬度高，韧性好，耐震动，耐热，耐腐蚀等性能优异的陶瓷材料，以降低成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷具有极高的硬度,同时具有很好的耐磨性和耐热性，无毒，能够大大延长喷嘴的寿命，提高生产效率。
本发明的技术方案如下：
一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：纳米镍粉2-3、氮化硼20-26、硅藻土2-3、氮化硅34-38、聚四氟乙烯1-2、硅微粉40-50、伊利石3-5、莫来石颗粒24-27、超细VC粉体8-11、碳酸钠2-3、去离子水适量、正硅酸乙酯3-4、乙醇适量、助剂4-6；
所述助剂由下列重量份的原料制成：高岭土0.7-0.9、锆英石3-4、氧化镧0.2-0.3、金刚石粉0.2-0.3、Y2O3 0.2-0.4、La2O3 0.2-0.4、氧化铍0.3-0.4、硅烷偶联剂kh-550 0.6-0.8、聚乙二醇0.3-0.4、水7-11；制备方法为：将锆英石粉碎，过100目筛，得到锆英石粉；将聚乙二醇加入水中，搅拌均匀，加入锆英石粉，搅拌20-30分钟，再加入一半重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌10-15分钟，再加入高岭土，搅拌反应20-30分钟，再加入剩余重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌10-15分钟，再加入其他剩余成分，搅拌反应20-30分钟，超声分散6-8分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1380-1440℃下煅烧2-3个小时，粉碎，过40目筛，即得。
所述喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将硅微粉、伊利石、硅藻土、莫来石颗粒、超细VC粉体混合，球磨，过200目筛，加入0.6-0.8倍重量份的乙醇，送入球磨机中球磨24-27个小时，加入碳酸钠、聚四氟乙烯，继续球磨2-3个小时，水洗至PH值为8-9，过滤，得到滤饼；
（2）将第（1）步得到的滤饼粉碎，在氮气氛围下，750-800℃下煅烧2-3个小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入正硅酸乙酯，搅拌至溶解，加入纳米镍粉，搅拌得到混合物料，将氮化硼、氮化硅边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70-80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:1.4:0.7，球磨24-30个小时，造型，在700-800℃下预烧2-3个小时，再在1430-1480℃下煅烧4-5个小时，即得。
本发明的有益效果
本发明的陶瓷具有极高的硬度,同时具有很好的耐磨性和耐热性，无毒，能够大大延长喷嘴的寿命，提高生产效率；通过使用本发明的助剂，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。
具体实施方式
一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：纳米镍粉2.5、氮化硼23、硅藻土2.5、氮化硅36、聚四氟乙烯1.5、硅微粉45、伊利石4、莫来石颗粒26、超细VC粉体10、碳酸钠2.5、去离子水适量、正硅酸乙酯3.5、乙醇适量、助剂5；
所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：高岭土0.8、锆英石3.5、氧化镧0.2、金刚石粉0.2、Y2O3 0.3、La2O3 0.3、氧化铍0.3、硅烷偶联剂kh-550 0.7、聚乙二醇0.3、水8；制备方法为：将锆英石粉碎，过100目筛，得到锆英石粉；将聚乙二醇加入水中，搅拌均匀，加入锆英石粉，搅拌25分钟，再加入一半重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌13分钟，再加入高岭土，搅拌反应25分钟，再加入剩余重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌13分钟，再加入其他剩余成分，搅拌反应25分钟，超声分散7分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1400℃下煅烧2.5个小时，粉碎，过40目筛，即得。
所述喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将硅微粉、伊利石、硅藻土、莫来石颗粒、超细VC粉体混合，球磨，过200目筛，加入0.7倍重量份的乙醇，送入球磨机中球磨26个小时，加入碳酸钠、聚四氟乙烯，继续球磨2.5个小时，水洗至PH值为8，过滤，得到滤饼；
（2）将第（1）步得到的滤饼粉碎，在氮气氛围下，780℃下煅烧2.5个小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（3）取35重量份的乙醇，加入正硅酸乙酯，搅拌至溶解，加入纳米镍粉，搅拌得到混合物料，将氮化硼、氮化硅边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至75℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:1.4:0.7，球磨28个小时，造型，在750℃下预烧2.5个小时，再在1450℃下煅烧4.5个小时，即得。
实验数据：
该实施例陶瓷的维氏硬度为90GPa，抗弯强度为1100MPa，断裂韧性为12MPa·m1/2。

Claims (2)

1.一种喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料，其特征在于由下列重量份的原料制成：纳米镍粉2-3、氮化硼20-26、硅藻土2-3、氮化硅34-38、聚四氟乙烯1-2、硅微粉40-50、伊利石3-5、莫来石颗粒24-27、超细VC粉体8-11、碳酸钠2-3、去离子水适量、正硅酸乙酯3-4、乙醇适量、助剂4-6；
所述助剂由下列重量份的原料制成：高岭土0.7-0.9、锆英石3-4、氧化镧0.2-0.3、金刚石粉0.2-0.3、Y2O3 0.2-0.4、La2O3 0.2-0.4、氧化铍0.3-0.4、硅烷偶联剂kh-550 0.6-0.8、聚乙二醇0.3-0.4、水7-11；制备方法为：将锆英石粉碎，过100目筛，得到锆英石粉；将聚乙二醇加入水中，搅拌均匀，加入锆英石粉，搅拌20-30分钟，再加入一半重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌10-15分钟，再加入高岭土，搅拌反应20-30分钟，再加入剩余重量份的硅烷偶联剂kh-550，搅拌10-15分钟，再加入其他剩余成分，搅拌反应20-30分钟，超声分散6-8分钟，过滤，烘干，粉碎，过40目筛，在氮气氛围下，1380-1440℃下煅烧2-3个小时，粉碎，过40目筛，即得。
2.根据权利要求1所述喷嘴用抗磨耐热陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将硅微粉、伊利石、硅藻土、莫来石颗粒、超细VC粉体混合，球磨，过200目筛，加入0.6-0.8倍重量份的乙醇，送入球磨机中球磨24-27个小时，加入碳酸钠、聚四氟乙烯，继续球磨2-3个小时，水洗至PH值为8-9，过滤，得到滤饼；
（2）将第（1）步得到的滤饼粉碎，在氮气氛围下，750-800℃下煅烧2-3个小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（3）取30-40重量份的乙醇，加入正硅酸乙酯，搅拌至溶解，加入纳米镍粉，搅拌得到混合物料，将氮化硼、氮化硅边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70-80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:1.4:0.7，球磨24-30个小时，造型，在700-800℃下预烧2-3个小时，再在1430-1480℃下煅烧4-5个小时，即得。
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