CN104387072B - 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
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 本发明的目的是这样实现的:
[0005] —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。
[0006] 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、亚砸酸钠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°C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°C水浴温度下高速研磨浆料粒径至15ym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。
[0007] 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:
[0008] (I)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°C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;
[0009] (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°C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20-30 μ m,喷雾干燥;
[0010] (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;
[0011] (4)将上述浆料注入模具中成型,经修坯、干燥、装炉于1850°C〜2100°C烧结5_10小时,冷却出料。
[0012] 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
[0013] 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。
[0014] 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、亚砸酸钠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°C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°C水浴温度下高速研磨浆料粒径至15 μm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。
[0015] 制作方法包括以下步骤:
[0016] (I)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°C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;
[0017] (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°C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20-30 μ m,
喷雾干燥;
[0018] (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;
[0019] (4)将上述浆料注入模具中成型,经修坯、干燥、装炉于1850°C〜2100°C烧结5_10小时,冷却出料。
[0020] 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 (1)

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、亚砸酸钠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°C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°C水浴温度下高速研磨浆料粒径至15μπι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。
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