CN104817333A - 热喷涂用高强度陶瓷及其制备方法 - Google Patents

热喷涂用高强度陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45-55份、耐火粘土11-15份、二氧化硅10-16份、贝壳粉2-3份、石粉料3-5份、氮化硼6-8份、二氧化锰3-5份、聚乙二醇4-6份、高岭土3-7份、硅溶胶1-5份、甲酸钙7-9份、羟甲基纤维素1-2份、木质素磺酸钠5-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体4-6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:21-23%,Sc:13-18%,Gd:3-7%,Ho:9-12%,Eu:6-9%,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,通过添加贝壳粉,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

热喷涂用高强度陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用高强度陶瓷,具体的说是一种热喷涂用高强度陶瓷及其制备方法,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,提出一种热喷涂用高强度陶瓷及其制备方法,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:提供一种热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45-55份、耐火粘土11-15份、二氧化硅10-16份、贝壳粉2-3份、石粉料3-5份、氮化硼6-8份、二氧化锰3-5份、聚乙二醇4-6份、高岭土3-7份、硅溶胶1-5份、甲酸钙7-9份、羟甲基纤维素1-2份、木质素磺酸钠5-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体4-6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:21-23%,Sc:13-18%,Gd:3-7%,Ho:9-12%,Eu:6-9%,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,前述的热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45份、耐火粘土11份、二氧化硅10份、贝壳粉2份、石粉料3份、氮化硼6份、二氧化锰3份、聚乙二醇4份、高岭土3份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠5份、石蜡3份、稀土复合粉体4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%,Sc:13%,Gd:3%,Ho:9%,Eu:6%,余量为La,以上各组分之和为100%。
前述的热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝50份、耐火粘土13份、二氧化硅13份、贝壳粉2份、石粉料4份、氮化硼7份、二氧化锰4份、聚乙二醇5份、高岭土5份、硅溶胶4份、甲酸钙8份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠6份、石蜡3份、稀土复合粉体5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:22%,Sc:15%,Gd:5%,Ho:10%,Eu:7%,余量为La,以上各组分之和为100%。
前述的热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝55份、耐火粘土15份、二氧化硅16份、贝壳粉3份、石粉料5份、氮化硼8份、二氧化锰5份、聚乙二醇6份、高岭土7份、硅溶胶5份、甲酸钙9份、羟甲基纤维素2份、木质素磺酸钠7份、石蜡5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:23%,Sc:18%,Gd:7%,Ho:12%,Eu:9%,余量为La,以上各组分之和为100%。
一种热喷涂用高强度陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
(1)将三氧化二铝、耐火粘土、二氧化硅、贝壳粉、石粉料、二氧化锰以及氮化硼混合,球磨,过180目筛,加入0.7-0.9倍重量份的聚乙二醇,送入球磨机中球磨15-25小时,加入正硅酸乙酯、木质素磺酸钠、高岭土,继续球磨2-3小时,最后加入过300目筛的稀土复合粉搅拌50-60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,820-850℃下煅烧3-4小时,取出粉碎,过300目筛,得到颗粒;
(3)取30-40重量份的乙醇,加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡,搅拌得到混合物料,将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料,加热至80-90℃,持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发,粉碎,过200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=2:5:1,球磨10-15小时,分离出物料,在600-750℃下预烧2-5个小时,再在1350-1450℃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,通过添加贝壳粉,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
本实施例为一种热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45份、耐火粘土11份、二氧化硅10份、贝壳粉2份、石粉料3份、氮化硼6份、二氧化锰3份、聚乙二醇4份、高岭土3份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠5份、石蜡3份、稀土复合粉体4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%,Sc:13%,Gd:3%,Ho:9%,Eu:6%,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高强度陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
(1)将三氧化二铝、耐火粘土、二氧化硅、贝壳粉、石粉料、二氧化锰以及氮化硼混合,球磨,过180目筛,加入0.7倍重量份的聚乙二醇,送入球磨机中球磨15小时,加入正硅酸乙酯、木质素磺酸钠、高岭土,继续球磨2小时,最后加入过300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,820℃下煅烧4小时,取出粉碎,过300目筛,得到颗粒;
(3)取30-40重量份的乙醇,加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡,搅拌得到混合物料,将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料,加热至80℃,持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发,粉碎,过200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=2:5:1,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4个小时,即得。
实施例2
本实施例提供一种热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝50份、耐火粘土13份、二氧化硅13份、贝壳粉2份、石粉料4份、氮化硼7份、二氧化锰4份、聚乙二醇5份、高岭土5份、硅溶胶4份、甲酸钙8份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠6份、石蜡3份、稀土复合粉体5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:22%,Sc:15%,Gd:5%,Ho:10%,Eu:7%,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高强度陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
(1)将三氧化二铝、耐火粘土、二氧化硅、贝壳粉、石粉料、二氧化锰以及氮化硼混合,球磨,过180目筛,加入0.8倍重量份的聚乙二醇,送入球磨机中球磨20小时,加入正硅酸乙酯、木质素磺酸钠、高岭土,继续球磨2小时,最后加入过300目筛的稀土复合粉搅拌60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,840℃下煅烧3小时,取出粉碎,过300目筛,得到颗粒;
(3)取40重量份的乙醇,加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡,搅拌得到混合物料,将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料,加热至85℃,持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发,粉碎,过200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=2:5:1,球磨12小时,分离出物料,在650℃下预烧2-5个小时,再在1380℃下煅烧5个小时,即得。
实施例3
本实施例提供一种热喷涂用高强度陶瓷,其原料组成按重量份包括:三氧化二铝55份、耐火粘土15份、二氧化硅16份、贝壳粉3份、石粉料5份、氮化硼8份、二氧化锰5份、聚乙二醇6份、高岭土7份、硅溶胶5份、甲酸钙9份、羟甲基纤维素2份、木质素磺酸钠7份、石蜡5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:23%,Sc:18%,Gd:7%,Ho:12%,Eu:9%,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高强度陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
(1)将三氧化二铝、耐火粘土、二氧化硅、贝壳粉、石粉料、二氧化锰以及氮化硼混合,球磨,过180目筛,加入0.9倍重量份的聚乙二醇,送入球磨机中球磨25小时,加入正硅酸乙酯、木质素磺酸钠、高岭土,继续球磨3小时,最后加入过300目筛的稀土复合粉搅拌60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℃下煅烧3小时,取出粉碎,过300目筛,得到颗粒;
(3)取40重量份的乙醇,加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡,搅拌得到混合物料,将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料,加热至80℃,持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发,粉碎,过200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=2:5:1,球磨15小时,分离出物料,在750℃下预烧2个小时,再在1450℃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.热喷涂用高强度陶瓷,其特征在于:其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45-55份、耐火粘土11-15份、二氧化硅10-16份、贝壳粉2-3份、石粉料3-5份、氮化硼6-8份、二氧化锰3-5份、聚乙二醇4-6份、高岭土3-7份、硅溶胶1-5份、甲酸钙7-9份、羟甲基纤维素1-2份、木质素磺酸钠5-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体4-6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:21-23%,Sc:13-18%,Gd:3-7%,Ho:9-12%,Eu:6-9%,余量为La,以上各组分之和为100%。
2.如权利要求1所述的热喷涂用高强度陶瓷,其特征在于:其原料组成按重量份包括:三氧化二铝45份、耐火粘土11份、二氧化硅10份、贝壳粉2份、石粉料3份、氮化硼6份、二氧化锰3份、聚乙二醇4份、高岭土3份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠5份、石蜡3份、稀土复合粉体4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%,Sc:13%,Gd:3%,Ho:9%,Eu:6%,余量为La,以上各组分之和为100%。
3.如权利要求1所述的热喷涂用高强度陶瓷,其特征在于:其原料组成按重量份包括:三氧化二铝50份、耐火粘土13份、二氧化硅13份、贝壳粉2份、石粉料4份、氮化硼7份、二氧化锰4份、聚乙二醇5份、高岭土5份、硅溶胶4份、甲酸钙8份、羟甲基纤维素1份、木质素磺酸钠6份、石蜡3份、稀土复合粉体5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:22%,Sc:15%,Gd:5%,Ho:10%,Eu:7%,余量为La,以上各组分之和为100%。
4.如权利要求1所述的热喷涂用高强度陶瓷,其特征在于:其原料组成按重量份包括:三氧化二铝55份、耐火粘土15份、二氧化硅16份、贝壳粉3份、石粉料5份、氮化硼8份、二氧化锰5份、聚乙二醇6份、高岭土7份、硅溶胶5份、甲酸钙9份、羟甲基纤维素2份、木质素磺酸钠7份、石蜡5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:23%,Sc:18%,Gd:7%,Ho:12%,Eu:9%,余量为La,以上各组分之和为100%。
5.如权利要求1述的热喷涂用高强度陶瓷的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将三氧化二铝、耐火粘土、二氧化硅、贝壳粉、石粉料、二氧化锰以及氮化硼混合,球磨,过180目筛,加入0.7-0.9倍重量份的聚乙二醇,送入球磨机中球磨15-25小时,加入正硅酸乙酯、木质素磺酸钠、高岭土,继续球磨2-3小时,最后加入过300目筛的稀土复合粉搅拌50-60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,820-850℃下煅烧3-4小时,取出粉碎,过300目筛,得到颗粒;
(3)取30-40重量份的乙醇,加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡,搅拌得到混合物料,将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料,加热至80-90℃,持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发,粉碎,过200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=2:5:1,球磨10-15小时,分离出物料,在600-750℃下预烧2-5个小时,再在1350-1450℃下煅烧4-5个小时,即得。
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