CN104387072A - 一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴及其制作方法 - Google Patents

一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硼75-85、焦宝石1.2-2.4、黄长石3-6、花岗岩石材废渣5-8、火山岩3-5、石墨粉1.2-1.5、淀粉0.4-0.7、牛骨6-9、氧化镧25-35、矿物纤维2.4-2.7、涤纶纤维3-4、碳化钛纤维0.5-1.1、硅油9-14、助剂2-4、适量水；本发明添加花岗岩石材废渣、焦宝石等到原料中，在烧结过程中形成了具有良好韧性、耐磨性的硅铝硼镧复合相，所以喷嘴的硬度、耐磨性都得到较大提高，克服了现有陶瓷喷嘴的缺陷，具有设计合理和较大推广价值的优点。

Description

一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴及其制作方法
 
技术领域
本发明涉及一种陶瓷喷嘴制备工艺，属于喷嘴成型技术领域，具体涉及一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴及其制作方法。
背景技术
陶瓷喷嘴自上个世纪九时年代引入中国以来，材料不断的改进更新，从氧化物陶瓷逐渐发展到氮化物陶瓷和碳化物陶瓷，而生产工艺及制备方法落后，致使现有技术中陶瓷喷嘴存在诸多缺陷，比如硬度不高、耐磨性差、防腐蚀防冲蚀能力弱、延展性不大等。为克服现有技术的不足，有必要对现有陶瓷喷嘴生产技术加以改进，从而制得适合不同需求的具有成本低、功能多元化、阻燃、硬度高、耐磨、防辐射等功能的陶瓷喷嘴。
发明内容
本发明的目的就是提供一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴及其制作方法，以克服现有技术的不足。
本发明的目的是这样实现的：
一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硼75-85、焦宝石1.2-2.4、黄长石3-6、花岗岩石材废渣5-8、火山岩3-5、石墨粉1.2-1.5、淀粉0.4-0.7、牛骨6-9、氧化镧25-35、矿物纤维2.4-2.7、涤纶纤维3-4、碳化钛纤维0.5-1.1、硅油9-14、助剂2-4、适量水。
所述的助剂由下列重量份原料制成：聚乙烯醇17-21、石墨粉3-5、长石2-4、煤矸石4-6、丙烯酸2.1-4.1、烯丙基聚乙二醇3.2-4.5、过氧化苯甲酰1.2-3.3、二月桂酸二丁基锡0.2-0.4、六偏磷酸钠1-2、硫酸锌2-3、亚硒酸钠0.4-0.8、纳米级硅酸镁2-4，其制备方法是将长石、煤矸石粉碎至120-150目，加入石墨粉、硫酸锌搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入丙烯酸、烯丙基聚乙二醇、过氧化苯甲酰搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与聚乙烯醇、六偏磷酸钠、纳米级硅酸镁及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
所述的一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将焦宝石、黄长石、花岗岩石材废渣混匀放入煅烧炉中于740-860℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入碳化钛纤维研磨1-2小时；
（2）取淀粉、牛骨研磨20-40分钟，加入火山岩、石墨粉、碳化硼、涤纶纤维搅拌混匀后于670-750℃下煅烧1-2小时，冷却至室温加入硅油高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入氧化镧及其他剩余成分依此循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1850℃～2100℃烧结5-10小时，冷却出料。
本发明有以下有益效果：本发明添加花岗岩石材废渣、焦宝石等到原料中，在烧结过程中形成了具有良好韧性、耐磨性的硅铝硼镧复合相，所以喷嘴的硬度、耐磨性都得到较大提高，克服了现有陶瓷喷嘴的缺陷，具有设计合理和较大推广价值的优点。
具体实施方式
所述的一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硼83、焦宝石1.8、黄长石5、花岗岩石材废渣7、火山岩3、石墨粉1.8、淀粉0.4、牛骨9、氧化镧28、矿物纤维2.5、涤纶纤维4、碳化钛纤维1.1、硅油12、助剂2、适量水。
所述的助剂由下列重量份原料制成：聚乙烯醇18、石墨粉4、长石2、煤矸石6、丙烯酸2.8、烯丙基聚乙二醇3.8、过氧化苯甲酰1.9、二月桂酸二丁基锡0.3、六偏磷酸钠1、硫酸锌2、亚硒酸钠0.4、纳米级硅酸镁2，其制备方法是将长石、煤矸石粉碎至120-150目，加入石墨粉、硫酸锌搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入丙烯酸、烯丙基聚乙二醇、过氧化苯甲酰搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与聚乙烯醇、六偏磷酸钠、纳米级硅酸镁及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
制作方法包括以下步骤：
（1）将焦宝石、黄长石、花岗岩石材废渣混匀放入煅烧炉中于740-860℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入碳化钛纤维研磨1-2小时；
（2）取淀粉、牛骨研磨20-40分钟，加入火山岩、石墨粉、碳化硼、涤纶纤维搅拌混匀后于670-750℃下煅烧1-2小时，冷却至室温加入硅油高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入氧化镧及其他剩余成分依此循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1850℃～2100℃烧结5-10小时，冷却出料。
使用本实施例生产的陶瓷喷嘴具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，能够在150g/L的硝酸和60g/L的氢氟酸混合溶液介质环境下，工作寿命达到60天以上；经测试其致密度达98.2％以上，抗折强度为672.4Mpa；喷嘴的孔道内部光洁度好，喷射效果理想。

Claims (2)

1.一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：碳化硼75-85、焦宝石1.2-2.4、黄长石3-6、花岗岩石材废渣5-8、火山岩3-5、石墨粉1.2-1.5、淀粉0.4-0.7、牛骨6-9、氧化镧25-35、矿物纤维2.4-2.7、涤纶纤维3-4、碳化钛纤维0.5-1.1、硅油9-14、助剂2-4、适量水；所述的助剂由下列重量份原料制成：聚乙烯醇17-21、石墨粉3-5、长石2-4、煤矸石4-6、丙烯酸2.1-4.1、烯丙基聚乙二醇3.2-4.5、过氧化苯甲酰1.2-3.3、二月桂酸二丁基锡0.2-0.4、六偏磷酸钠1-2、硫酸锌2-3、亚硒酸钠0.4-0.8、纳米级硅酸镁2-4，其制备方法是将长石、煤矸石粉碎至120-150目，加入石墨粉、硫酸锌搅拌混匀于710-820℃下煅烧2-3小时，水淬，然后再加入丙烯酸、烯丙基聚乙二醇、过氧化苯甲酰搅拌混匀，在70-90℃水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μm以下，喷雾干燥成粉末，将制得的粉末与聚乙烯醇、六偏磷酸钠、纳米级硅酸镁及其他剩余成分混合，研磨1-2小时即得。
2.根据权利要求1所述的一种高性能碳化硼陶瓷喷嘴的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将焦宝石、黄长石、花岗岩石材废渣混匀放入煅烧炉中于740-860℃下煅烧2-3小时，用1-3‰的氯化钙溶液淬火，加入碳化钛纤维研磨1-2小时；
（2）取淀粉、牛骨研磨20-40分钟，加入火山岩、石墨粉、碳化硼、涤纶纤维搅拌混匀后于670-750℃下煅烧1-2小时，冷却至室温加入硅油高速研磨至浆料粒径至20-30μm，喷雾干燥；
（3）将步骤（1）、（2）反应物料混匀，加水打浆制成固含量为50-60%的浆料，再加入氧化镧及其他剩余成分依此循环搅拌研磨8-10次，每次研磨2小时以上；
（4）将上述浆料注入模具中成型，经修坯、干燥、装炉于1850℃～2100℃烧结5-10小时，冷却出料。
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