CN104817333B - 一种热喷涂用陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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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
技术领域
本发明涉及一种热喷涂用陶瓷，具体的说是一种热喷涂用陶瓷及其制备方法，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 (4)
1.一种热喷涂用陶瓷，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％。
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