CN104817334A - 一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种热喷涂用抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、二氧化硅18-22份、四盐基铬酸锌13-17份、氢氧化钾3-5份、纳米氧化锌6-8份、二氧化锰4-6份、长石2-4份、三乙醇胺1-3份、高岭土2-4份、硅溶胶2-4份、甲酸钙7-9份、正硅酸乙酯3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体2-5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：21-26%，Ho：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Eu：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，通过添加二氧化锰，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

一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温陶瓷，具体的说是一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法，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，提出一种热喷涂用抗开裂陶瓷及其制备方法，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：提供一种热喷涂用抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、二氧化硅18-22份、四盐基铬酸锌13-17份、氢氧化钾3-5份、纳米氧化锌6-8份、二氧化锰4-6份、长石2-4份、三乙醇胺1-3份、高岭土2-4份、硅溶胶2-4份、甲酸钙7-9份、正硅酸乙酯3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体2-5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：21-26%，Ho：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Eu：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，前述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、二氧化硅18份、四盐基铬酸锌13份、氢氧化钾3份、纳米氧化锌6份、二氧化锰4份、长石2份、三乙醇胺1份、高岭土2份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、正硅酸乙酯3份、石蜡3份、稀土复合粉体2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%，Ho：16%，Gd：5%，Sm：4%，Eu：16%，余量为La，以上各组分之和为100%。

前述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、二氧化硅20份、四盐基铬酸锌15份、氢氧化钾4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石3份、三乙醇胺2份、高岭土3份、硅溶胶3份、甲酸钙8份、正硅酸乙酯5份、石蜡4份、稀土复合粉体3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%，Ho：19%，Gd：7%，Sm：6%，Eu：17%，余量为La，以上各组分之和为100%。

前述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、二氧化硅22份、四盐基铬酸锌17份、氢氧化钾5份、纳米氧化锌8份、二氧化锰6份、长石4份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、甲酸钙9份、正硅酸乙酯7份、石蜡5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：26%，Ho：23%，Gd：9%，Sm：7%，Eu：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

一种热喷涂用抗开裂陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、二氧化硅、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氢氧化钾以及纳米氧化锌混合，球磨，过150目筛，加入1-1.1倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15-25小时，加入正硅酸乙酯、高岭土，继续球磨4-5小时，球料比为5:2，最后加入过200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780-830℃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，加入甲酸钙、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=1:3:1，球磨15-25小时，分离出物料，在700-800℃下预烧1.5-2 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，通过添加二氧化锰，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抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、二氧化硅18份、四盐基铬酸锌13份、氢氧化钾3份、纳米氧化锌6份、二氧化锰4份、长石2份、三乙醇胺1份、高岭土2份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、正硅酸乙酯3份、石蜡3份、稀土复合粉体2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%，Ho：16%，Gd：5%，Sm：4%，Eu：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抗开裂陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、二氧化硅、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氢氧化钾以及纳米氧化锌混合，球磨，过150目筛，加入三乙醇胺，送入球磨机中球磨15小时，加入正硅酸乙酯、高岭土，继续球磨4小时，球料比为5:2，最后加入过200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780℃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，加入甲酸钙、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=1:3:1，球磨15小时，分离出物料，在700℃下预烧2 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抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、二氧化硅20份、四盐基铬酸锌15份、氢氧化钾4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石3份、三乙醇胺2份、高岭土3份、硅溶胶3份、甲酸钙8份、正硅酸乙酯5份、石蜡4份、稀土复合粉体3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%，Ho：19%，Gd：7%，Sm：6%，Eu：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抗开裂陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、二氧化硅、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氢氧化钾以及纳米氧化锌混合，球磨，过150目筛，加入1.1倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨18小时，加入正硅酸乙酯、高岭土，继续球磨5小时，球料比为5:2，最后加入过200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800℃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，加入甲酸钙、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=1:3:1，球磨20小时，分离出物料，在750℃下预烧2 个小时，再在1450℃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抗开裂陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、二氧化硅22份、四盐基铬酸锌17份、氢氧化钾5份、纳米氧化锌8份、二氧化锰6份、长石4份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、甲酸钙9份、正硅酸乙酯7份、石蜡5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：26%，Ho：23%，Gd：9%，Sm：7%，Eu：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抗开裂陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、二氧化硅、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氢氧化钾以及纳米氧化锌混合，球磨，过150目筛，加入三乙醇胺，送入球磨机中球磨25小时，加入正硅酸乙酯、高岭土，继续球磨5小时，球料比为5:2，最后加入过200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830℃煅烧3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，加入甲酸钙、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=1:3:1，球磨25小时，分离出物料，在800℃下预烧2 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. 一种热喷涂用抗开裂陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35-42份、二氧化硅18-22份、四盐基铬酸锌13-17份、氢氧化钾3-5份、纳米氧化锌6-8份、二氧化锰4-6份、长石2-4份、三乙醇胺1-3份、高岭土2-4份、硅溶胶2-4份、甲酸钙7-9份、正硅酸乙酯3-7份、石蜡3-5份、稀土复合粉体2-5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：21-26%，Ho：16-23%，Gd：5-9%，Sm：4-7%，Eu：16-18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

2.如权利要求1所述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝35份、二氧化硅18份、四盐基铬酸锌13份、氢氧化钾3份、纳米氧化锌6份、二氧化锰4份、长石2份、三乙醇胺1份、高岭土2份、硅溶胶2份、甲酸钙7份、正硅酸乙酯3份、石蜡3份、稀土复合粉体2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%，Ho：16%，Gd：5%，Sm：4%，Eu：16%，余量为La，以上各组分之和为100%。

3.如权利要求1所述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝38份、二氧化硅20份、四盐基铬酸锌15份、氢氧化钾4份、纳米氧化锌7份、二氧化锰5份、长石3份、三乙醇胺2份、高岭土3份、硅溶胶3份、甲酸钙8份、正硅酸乙酯5份、石蜡4份、稀土复合粉体3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%，Ho：19%，Gd：7%，Sm：6%，Eu：17%，余量为La，以上各组分之和为100%。

4.如权利要求1所述的热喷涂用抗开裂陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝42份、二氧化硅22份、四盐基铬酸锌17份、氢氧化钾5份、纳米氧化锌8份、二氧化锰6份、长石4份、三乙醇胺3份、高岭土4份、硅溶胶4份、甲酸钙9份、正硅酸乙酯7份、石蜡5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：26%，Ho：23%，Gd：9%，Sm：7%，Eu：18%，余量为La，以上各组分之和为100%。

5.如权利要求1述的热喷涂用抗开裂陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将三氧化二铝、二氧化硅、长石、四盐基铬酸锌、二氧化锰、氢氧化钾以及纳米氧化锌混合，球磨，过150目筛，加入1-1.1倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15-25小时，加入正硅酸乙酯、高岭土，继续球磨4-5小时，球料比为5:2，最后加入过200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780-830℃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，加入甲酸钙、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=1:3:1，球磨15-25小时，分离出物料，在700-800℃下预烧1.5-2 个小时，再在1400-1550℃下煅烧4-5个小时，即得。