CN104446342A - 一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷，由下列重量份的原料制成：尼龙1-2、聚甲醛1-2、玉石粉4-8、鱼石3-4、纳米氧化铝7-10、纳米氧化镁3-4、纳米氧化镧2-3、乙基纤维素松油醇溶液3-4、氧化铈2-3、高岭土40-50、石英24-28、钾长石12-15、氢氧化钠1-1.5、去离子水适量、正硅酸乙酯3-4、乙醇适量、助剂4-6；本发明的陶瓷经研磨烧结，表现出良好的抗碎裂和抗急冷性能，通过添加纳米氧化铝、纳米氧化镧、氧化铈，增加了陶瓷的耐磨性和韧性，该陶瓷适用于制作喷嘴；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

一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷及其制备方法。
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稀土耐磨陶瓷及其制备方法，该陶瓷表现出良好的抗碎裂和抗急冷性能，耐磨性和韧性好。
本发明的技术方案如下：
一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成：尼龙1-2、聚甲醛1-2、玉石粉4-8、鱼石3-4、纳米氧化铝7-10、纳米氧化镁3-4、纳米氧化镧2-3、乙基纤维素松油醇溶液3-4、氧化铈2-3、高岭土40-50、石英24-28、钾长石12-15、氢氧化钠1-1.5、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。
所述喷嘴用稀土耐磨陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将玉石粉、鱼石、石英、钾长石混合，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，加入氢氧化钠、尼龙、聚甲醛，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，加入纳米氧化铝、纳米氧化镁，搅拌得到混合物料，将高岭土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1.5-2个小时，再在1360-1420℃下煅烧4-5个小时，即得。
本发明的有益效果
本发明的陶瓷经研磨烧结，表现出良好的抗碎裂和抗急冷性能，通过添加纳米氧化铝、纳米氧化镧、氧化铈，增加了陶瓷的耐磨性和韧性，该陶瓷适用于制作喷嘴；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
一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷，由下列重量份（公斤）的原料制成：尼龙1.5、聚甲醛1.5、玉石粉6、鱼石3.5、纳米氧化铝8、纳米氧化镁3.5、纳米氧化镧2.5、乙基纤维素松油醇溶液3.5、氧化铈2.5、高岭土45、石英26、钾长石13、氢氧化钠1.3、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。
所述喷嘴用稀土耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将玉石粉、鱼石、石英、钾长石混合，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，加入氢氧化钠、尼龙、聚甲醛，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，加入纳米氧化铝、纳米氧化镁，搅拌得到混合物料，将高岭土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1.8个小时，再在1390℃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91GPa，抗弯强度为1080MPa，断裂韧性为13MPa·m1/2。

Claims (2)

1.一种喷嘴用稀土耐磨陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成：尼龙1-2、聚甲醛1-2、玉石粉4-8、鱼石3-4、纳米氧化铝7-10、纳米氧化镁3-4、纳米氧化镧2-3、乙基纤维素松油醇溶液3-4、氧化铈2-3、高岭土40-50、石英24-28、钾长石12-15、氢氧化钠1-1.5、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所述喷嘴用稀土耐磨陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将玉石粉、鱼石、石英、钾长石混合，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，加入氢氧化钠、尼龙、聚甲醛，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，加入纳米氧化铝、纳米氧化镁，搅拌得到混合物料，将高岭土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1.5-2个小时，再在1360-1420℃下煅烧4-5个小时，即得。
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