CN104817332A - 一种热喷涂用特种陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、镁橄榄石20-24份、四盐基铬酸锌13-17份、氮化硼3-5份、纳米氧化锌5-9份、二氧化锰4-6份、长石3-5份、三乙醇胺1-3份、高岭土1-4份、硅溶胶2-4份、玻璃酸钠7-9份、聚乙烯醇3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体6-9份以及去离子水适量；所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21-26%，Ce：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Tb：16-18%，余量为La，以上各组分之和为100%。本发明的陶瓷质地细腻、坚硬，具有极高的硬度和耐磨性，通过添加碳纤维，增加了陶瓷的韧性和耐磨性，通过添加镁橄榄石，能够增加陶瓷的耐热性和耐磨性；用该陶瓷制作的涂层抗裂性好，寿命长。

Description

一种热喷涂用特种陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷，具体的说是一种热喷涂用特种陶瓷及其制备方法，属于热喷涂技术领域。

背景技术

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

本发明所要解决的技术问题是，提出一种热喷涂用特种陶瓷及其制备方法，以改善传统热喷涂耐热陶瓷的性能，提高其耐热温度，降低制作成本。

本发明解决以上技术问题的技术方案：提供一种热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、镁橄榄石20-24份、四盐基铬酸锌13-17份、氮化硼3-5份、纳米氧化锌5-9份、二氧化锰4-6份、长石3-5份、三乙醇胺1-3份、高岭土1-4份、硅溶胶2-4份、玻璃酸钠7-9份、聚乙烯醇3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体6-9份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21-26%，Ce：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Tb：16-18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

本发明的进一步限定技术方案，前述的热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、镁橄榄石20份、四盐基铬酸锌13份、氮化硼3份、纳米氧化锌5份、二氧化锰4份、长石3份、三乙醇胺1份、高岭土1份、硅溶胶2份、玻璃酸钠7份、聚乙烯醇3份、石蜡3份、稀土复合粉体6份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21%，Ce：16%，Gd：5%，Sm：4%，Tb：16%，余量为La，以上各组分之和为100%。

前述的热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、镁橄榄石22份、四盐基铬酸锌15份、氮化硼4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石4份、三乙醇胺2份、高岭土2份、硅溶胶3份、玻璃酸钠8份、聚乙烯醇6份、石蜡4份、稀土复合粉体7份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：24%，Ce：19%，Gd：7%，Sm：5%，Tb：17%，余量为La，以上各组分之和为100%。

进一步的，前述的热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、镁橄榄石24份、四盐基铬酸锌17份、氮化硼5份、纳米氧化锌9份、二氧化锰6份、长石5份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、玻璃酸钠9份、聚乙烯醇7份、石蜡5份、稀土复合粉体9份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：26%，Ce：23%，Gd：9%，Sm：7%，Tb：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

一种热喷涂用特种陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、镁橄榄石、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氮化硼以及纳米氧化锌混合，球磨，过300目筛，加入0.6-0.8倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨10-18小时，加入聚乙烯醇、高岭土，继续球磨4-5小时，球料比为7:2，最后加入过250目筛的稀土复合粉搅拌35-50分钟，得到球磨料；

（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下850-950℃煅烧3-4小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（3）取30-40份重量份的乙醇，加入玻璃酸钠、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边搅拌边喷入混合物料，加热至90-100℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过300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=3:7:2，球磨12-18小时，分离出物料，在650-700℃下预烧1-3个小时，再在1400-1550℃下煅烧4-5个小时，即得。

本发明的有益效果：本发明的陶瓷质地细腻、坚硬，具有极高的硬度和耐磨性，通过添加碳纤维，增加了陶瓷的韧性和耐磨性，通过添加镁橄榄石，能够增加陶瓷的耐热性和耐磨性；用该陶瓷制作的涂层抗裂性好，寿命长；通过在本发明的组分中增加稀土复合粉，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

实施例1

本实施例为一种的热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、镁橄榄石20份、四盐基铬酸锌13份、氮化硼3份、纳米氧化锌5份、二氧化锰4份、长石3份、三乙醇胺1份、高岭土1份、硅溶胶2份、玻璃酸钠7份、聚乙烯醇3份、石蜡3份、稀土复合粉体6份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21%，Ce：16%，Gd：5%，Sm：4%，Tb：16%，余量为La，以上各组分之和为100%。

本实施例提供一种热喷涂用特种陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、镁橄榄石、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氮化硼以及纳米氧化锌混合，球磨，过300目筛，加入0.6倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨10小时，加入聚乙烯醇、高岭土，继续球磨4小时，球料比为7:2，最后加入过250目筛的稀土复合粉搅拌35分钟，得到球磨料；

（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下850℃煅烧4小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（3）取30份重量份的乙醇，加入玻璃酸钠、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边搅拌边喷入混合物料，加热至90℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过300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=3:7:2，球磨12小时，分离出物料，在650℃下预烧3个小时，再在1400℃下煅烧5个小时，即得。

实施例2

本实施例提供一种热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、镁橄榄石22份、四盐基铬酸锌15份、氮化硼4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石4份、三乙醇胺2份、高岭土2份、硅溶胶3份、玻璃酸钠8份、聚乙烯醇6份、石蜡4份、稀土复合粉体7份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：24%，Ce：19%，Gd：7%，Sm：5%，Tb：17%，余量为La，以上各组分之和为100%。

本实施例提供一种热喷涂用特种陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、镁橄榄石、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氮化硼以及纳米氧化锌混合，球磨，过300目筛，加入0.7倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15小时，加入聚乙烯醇、高岭土，继续球磨4.5小时，球料比为7:2，最后加入过250目筛的稀土复合粉搅拌40分钟，得到球磨料；

（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下900℃煅烧3小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（3）取35份重量份的乙醇，加入玻璃酸钠、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边搅拌边喷入混合物料，加热至95℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过300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=3:7:2，球磨15小时，分离出物料，在680℃下预烧2小时，再在1450℃下煅烧4小时，即得。

实施例3

本实施例提供一种热喷涂用特种陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、镁橄榄石24份、四盐基铬酸锌17份、氮化硼5份、纳米氧化锌9份、二氧化锰6份、长石5份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、玻璃酸钠9份、聚乙烯醇7份、石蜡5份、稀土复合粉体9份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：26%，Ce：23%，Gd：9%，Sm：7%，Tb：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

本实施例提供一种热喷涂用特种陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、镁橄榄石、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氮化硼以及纳米氧化锌混合，球磨，过300目筛，加入0.8倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨18小时，加入聚乙烯醇、高岭土，继续球磨5小时，球料比为7:2，最后加入过250目筛的稀土复合粉搅拌50分钟，得到球磨料；

（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下950℃煅烧3小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（3）取40份重量份的乙醇，加入玻璃酸钠、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边搅拌边喷入混合物料，加热至100℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过300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=3:7:2，球磨18小时，分离出物料，在700℃下预烧1个小时，再在1550℃下煅烧4个小时，即得。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种热喷涂用特种陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、镁橄榄石20-24份、四盐基铬酸锌13-17份、氮化硼3-5份、纳米氧化锌5-9份、二氧化锰4-6份、长石3-5份、三乙醇胺1-3份、高岭土1-4份、硅溶胶2-4份、玻璃酸钠7-9份、聚乙烯醇3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体6-9份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21-26%，Ce：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Tb：16-18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

2.如权利要求1所述的热喷涂用特种陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、镁橄榄石20份、四盐基铬酸锌13份、氮化硼3份、纳米氧化锌5份、二氧化锰4份、长石3份、三乙醇胺1份、高岭土1份、硅溶胶2份、玻璃酸钠7份、聚乙烯醇3份、石蜡3份、稀土复合粉体6份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：21%，Ce：16%，Gd：5%，Sm：4%，Tb：16%，余量为La，以上各组分之和为100%。

3.如权利要求1所述的热喷涂用特种陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、镁橄榄石22份、四盐基铬酸锌15份、氮化硼4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石4份、三乙醇胺2份、高岭土2份、硅溶胶3份、玻璃酸钠8份、聚乙烯醇6份、石蜡4份、稀土复合粉体7份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：24%，Ce：19%，Gd：7%，Sm：5%，Tb：17%，余量为La，以上各组分之和为100%。

4.如权利要求1所述的热喷涂用特种陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、镁橄榄石24份、四盐基铬酸锌17份、氮化硼5份、纳米氧化锌9份、二氧化锰6份、长石5份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、玻璃酸钠9份、聚乙烯醇7份、石蜡5份、稀土复合粉体9份以及去离子水适量；

所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：Pr：26%，Ce：23%，Gd：9%，Sm：7%，Tb：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

5.如权利要求1述的热喷涂用特种陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、镁橄榄石、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氮化硼以及纳米氧化锌混合，球磨，过300目筛，加入0.6-0.8倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨10-18小时，加入聚乙烯醇、高岭土，继续球磨4-5小时，球料比为7:2，最后加入过250目筛的稀土复合粉搅拌35-50分钟，得到球磨料；

（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下850-950℃煅烧3-4小时，取出粉碎，过300目筛，得到颗粒；

（3）取30-40份重量份的乙醇，加入玻璃酸钠、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边搅拌边喷入混合物料，加热至90-100℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过300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=3:7:2，球磨12-18小时，分离出物料，在650-700℃下预烧1-3个小时，再在1400-1550℃下煅烧4-5个小时，即得。