CN108821789A - 一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,涉及粮食机械技术领域,由以下成分制成:硫酸钙晶须、水杨酸锌改性锆英石、α‑氧化铝粉、白云石、碳酸钙、氮化硼粉、氧化镁粉;本发明通过硫酸钙晶须与水杨酸锌改性锆英石的协同作用,能够有效的降低陶瓷研磨球的烧结温度,减少能耗,降低成本,通过水杨酸锌改性锆英石中活性成分的分解产物会与硫酸钙晶须生成低共熔物,从而降低陶瓷研磨球的烧成温度,有利于陶瓷研磨球烧结致密化。
Description
技术领域
本发明属于粮食机械技术领域,具体涉及一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球。
背景技术
目前粮食制粉通常是采用高速旋转机械将粮食粉碎到一定的细度,制成面粉,统称面粉机,传统的加工面粉的装置为石磨,现逐渐为现代面粉机所代替。但是,现在的面粉机虽然生产效率高,但是现有面粉机中采用的陶瓷研磨球制备时,烧结温度高,耗能大,耐磨性一般。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,按重量份计由以下成分制成:硫酸钙晶须3-4、水杨酸锌改性锆英石9-12、α-氧化铝粉90-120、白云石25-35、碳酸钙28-30、氮化硼粉3-5、氧化镁粉1-4。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石重量份与α-氧化铝粉重量份比为1:10。
进一步的,所述硫酸钙晶须重量份与水杨酸锌改性锆英石重量份比为1:3。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石制备方法为:
(1) 取一定量锆英石,粉碎研磨,过1500目筛,按锆英石与氢氧化钠质量比为10:1.2-1.3的比例加入固体氢氧化钠,以球磨40min,然后添加到反应釜中,再向反应釜中加入锆英石质量15倍的去离子水,加热至72℃,以2000r/min转速搅拌2.5小时,然后进行抽滤,烘干至恒重,得到钠型锆英石;
(2) 将上述处理后的钠型锆英石置于等离子体反应釜中,然后向等离子体反应釜中通入气体,使钠型锆英石在等离子体反应釜气体的流量为76-78mL/min的条件下改性处理55min,得到改性锆英石;
(3)将改性锆英石在氮气气氛保护下,煅烧2小时,然后自然冷却至室温,再将煅烧后的改性锆英石均匀分散到质量分数为13.8%的水杨酸锌溶液中,水浴加热至78℃,保温10min,然后再添加改性锆英石质量1.5%的纳米硅藻土,继续保温2小时,然后进行抽滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。
进一步的,步骤(1)中所述球磨速度为1000r/min。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜的功率为500W。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜中气体为二氧化氮与二氧化碳混合气体。
进一步的,所述二氧化氮与二氧化碳常压下体积比为1:3。
进一步的,步骤(3)中所述纳米硅藻土粒度为80nm,所述纳米硅藻土经过质量分数为2.3%的水杨酸钾溶液在80℃下浸泡2小时处理,然后进行抽滤清洗,得到。
进一步的,所述硫酸钙晶须平均直径为1.5um,平均长度为35um。
本发明相比现有技术具有以下优点:本发明通过硫酸钙晶须与水杨酸锌改性锆英石的协同作用,能够有效的降低陶瓷研磨球的烧结温度,减少能耗,降低成本,通过水杨酸锌改性锆英石中活性成分的分解产物会与硫酸钙晶须生成低共熔物,从而降低陶瓷研磨球的烧成温度,有利于陶瓷研磨球烧结致密化,本发明制备的陶瓷研磨球具有较高的耐磨性,本发明通过添加一定量的水杨酸锌改性锆英石,水杨酸锌改性锆英石掺入到密度相对较低的氧化铝陶瓷中让其密度有所升高,其次,由于烧结中存在着液相,水杨酸锌改性锆英石的掺入使得液相的含量相对增加,而液相的润湿作用使得主晶相离子靠近并且填充气孔,陶瓷的致密度得以提高,研磨球的硬度得到大幅度的提高,并且水杨酸锌改性锆英石粒子的加入降低了氧化铝的晶界扩散率,细化了陶瓷晶粒,使得制成的陶瓷研磨球的耐磨性能提高。
具体实施方式
实施例1
一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,按重量份计由以下成分制成:硫酸钙晶须3、水杨酸锌改性锆英石9、α-氧化铝粉90、白云石25、碳酸钙28、氮化硼粉3、氧化镁粉1。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石重量份与α-氧化铝粉重量份比为1:10。
进一步的,所述硫酸钙晶须重量份与水杨酸锌改性锆英石重量份比为1:3。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石制备方法为:
(1) 取一定量锆英石,粉碎研磨,过1500目筛,按锆英石与氢氧化钠质量比为10:1.2的比例加入固体氢氧化钠,以球磨40min,然后添加到反应釜中,再向反应釜中加入锆英石质量15倍的去离子水,加热至72℃,以2000r/min转速搅拌2.5小时,然后进行抽滤,烘干至恒重,得到钠型锆英石;
(2) 将上述处理后的钠型锆英石置于等离子体反应釜中,然后向等离子体反应釜中通入气体,使钠型锆英石在等离子体反应釜气体的流量为76mL/min的条件下改性处理55min,得到改性锆英石;
(3)将改性锆英石在氮气气氛保护下,煅烧2小时,然后自然冷却至室温,再将煅烧后的改性锆英石均匀分散到质量分数为13.8%的水杨酸锌溶液中,水浴加热至78℃,保温10min,然后再添加改性锆英石质量1.5%的纳米硅藻土,继续保温2小时,然后进行抽滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。
进一步的,步骤(1)中所述球磨速度为1000r/min。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜的功率为500W。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜中气体为二氧化氮与二氧化碳混合气体。
进一步的,所述二氧化氮与二氧化碳常压下体积比为1:3。
进一步的,步骤(3)中所述纳米硅藻土粒度为80nm,所述纳米硅藻土经过质量分数为2.3%的水杨酸钾溶液在80℃下浸泡2小时处理,然后进行抽滤清洗,得到。
进一步的,所述硫酸钙晶须平均直径为1.5um,平均长度为35um。
实施例2
一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,按重量份计由以下成分制成:硫酸钙晶须4、水杨酸锌改性锆英石12、α-氧化铝粉120、白云石35、碳酸钙30、氮化硼粉5、氧化镁粉4。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石重量份与α-氧化铝粉重量份比为1:10。
进一步的,所述硫酸钙晶须重量份与水杨酸锌改性锆英石重量份比为1:3。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石制备方法为:
(1) 取一定量锆英石,粉碎研磨,过1500目筛,按锆英石与氢氧化钠质量比为10: 1.3的比例加入固体氢氧化钠,以球磨40min,然后添加到反应釜中,再向反应釜中加入锆英石质量15倍的去离子水,加热至72℃,以2000r/min转速搅拌2.5小时,然后进行抽滤,烘干至恒重,得到钠型锆英石;
(2) 将上述处理后的钠型锆英石置于等离子体反应釜中,然后向等离子体反应釜中通入气体,使钠型锆英石在等离子体反应釜气体的流量为78mL/min的条件下改性处理55min,得到改性锆英石;
(3)将改性锆英石在氮气气氛保护下,煅烧2小时,然后自然冷却至室温,再将煅烧后的改性锆英石均匀分散到质量分数为13.8%的水杨酸锌溶液中,水浴加热至78℃,保温10min,然后再添加改性锆英石质量1.5%的纳米硅藻土,继续保温2小时,然后进行抽滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。
进一步的,步骤(1)中所述球磨速度为1000r/min。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜的功率为500W。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜中气体为二氧化氮与二氧化碳混合气体。
进一步的,所述二氧化氮与二氧化碳常压下体积比为1:3。
进一步的,步骤(3)中所述纳米硅藻土粒度为80nm,所述纳米硅藻土经过质量分数为2.3%的水杨酸钾溶液在80℃下浸泡2小时处理,然后进行抽滤清洗,得到。
进一步的,所述硫酸钙晶须平均直径为1.5um,平均长度为35um。
实施例3
一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,按重量份计由以下成分制成:硫酸钙晶须3.5、水杨酸锌改性锆英石10.5、α-氧化铝粉105、白云石26、碳酸钙29、氮化硼粉4、氧化镁粉2。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石重量份与α-氧化铝粉重量份比为1:10。
进一步的,所述硫酸钙晶须重量份与水杨酸锌改性锆英石重量份比为1:3。
进一步的,所述水杨酸锌改性锆英石制备方法为:
(1) 取一定量锆英石,粉碎研磨,过1500目筛,按锆英石与氢氧化钠质量比为10:1.28的比例加入固体氢氧化钠,以球磨40min,然后添加到反应釜中,再向反应釜中加入锆英石质量15倍的去离子水,加热至72℃,以2000r/min转速搅拌2.5小时,然后进行抽滤,烘干至恒重,得到钠型锆英石;
(2) 将上述处理后的钠型锆英石置于等离子体反应釜中,然后向等离子体反应釜中通入气体,使钠型锆英石在等离子体反应釜气体的流量为77mL/min的条件下改性处理55min,得到改性锆英石;
(3)将改性锆英石在氮气气氛保护下,煅烧2小时,然后自然冷却至室温,再将煅烧后的改性锆英石均匀分散到质量分数为13.8%的水杨酸锌溶液中,水浴加热至78℃,保温10min,然后再添加改性锆英石质量1.5%的纳米硅藻土,继续保温2小时,然后进行抽滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。
进一步的,步骤(1)中所述球磨速度为1000r/min。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜的功率为500W。
进一步的,步骤(2)中所述等离子体反应釜中气体为二氧化氮与二氧化碳混合气体。
进一步的,所述二氧化氮与二氧化碳常压下体积比为1:3。
进一步的,步骤(3)中所述纳米硅藻土粒度为80nm,所述纳米硅藻土经过质量分数为2.3%的水杨酸钾溶液在80℃下浸泡2小时处理,然后进行抽滤清洗,得到。
进一步的,所述硫酸钙晶须平均直径为1.5um,平均长度为35um。
对比例1:与实施例1区别仅在于水杨酸锌改性锆英石替换为水杨酸钠改性锆英石,方法不变。
对比例2:与实施例1区别仅在于水杨酸锌改性锆英石替换为未改性处理的锆英石。
对比例3:与实施例1区别仅在于不添加水杨酸锌改性锆英石。
对比例4:与实施例1区别仅在于水杨酸锌改性锆英石制备时不添加经过处理的纳米硅藻土。
对比例5:与实施例1区别仅在于不添加硫酸钙晶须。
对照组:申请号:201510145003.9制备的氧化铝陶瓷研磨球。
试验
对实施例与对比例制备的相同规格的耐磨陶瓷层性据行业标准JC/T848.1-1999(EWT=KD×(M1-M1)/M1,EWT-样品的磨损率,‰; K-修正系数,K=4.17×10-4mm-1; M1-磨前的质量,g;M2-磨后的质量,g;D-球的平均直径,mm)测试;
表1
由表1可以看出,本发明制备的面粉机用耐磨研磨球具有较高的耐磨性,通过水杨酸锌改性锆英石的添加,对研磨球的耐磨性具有显著的提高效果。
实施例与对比例烧结温度进行对比,烧结工艺其它参数相同:
表2
由表2可以看出,本发明中的陶瓷研磨球烧结温度更低,耗能更少。
Claims (10)
1.一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,按重量份计由以下成分制成:硫酸钙晶须3-4、水杨酸锌改性锆英石9-12、α-氧化铝粉90-120、白云石25-35、碳酸钙28-30、氮化硼粉3-5、氧化镁粉1-4。
2.根据权利要求1所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,所述水杨酸锌改性锆英石重量份与α-氧化铝粉重量份比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,所述硫酸钙晶须重量份与水杨酸锌改性锆英石重量份比为1:3。
4.根据权利要求1所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,所述水杨酸锌改性锆英石制备方法为:
(1) 取一定量锆英石,粉碎研磨,过1500目筛,按锆英石与氢氧化钠质量比为10:1.2-1.3的比例加入固体氢氧化钠,以球磨40min,然后添加到反应釜中,再向反应釜中加入锆英石质量15倍的去离子水,加热至72℃,以2000r/min转速搅拌2.5小时,然后进行抽滤,烘干至恒重,得到钠型锆英石;
(2) 将上述处理后的钠型锆英石置于等离子体反应釜中,然后向等离子体反应釜中通入气体,使钠型锆英石在等离子体反应釜气体的流量为76-78mL/min的条件下改性处理55min,得到改性锆英石;
(3)将改性锆英石在氮气气氛保护下,煅烧2小时,然后自然冷却至室温,再将煅烧后的改性锆英石均匀分散到质量分数为13.8%的水杨酸锌溶液中,水浴加热至78℃,保温10min,然后再添加改性锆英石质量1.5%的纳米硅藻土,继续保温2小时,然后进行抽滤,采用去离子水清洗至中性,烘干至恒重,即得。
5.根据权利要求4所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,步骤(1)中所述球磨速度为1000r/min。
6.根据权利要求4所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,步骤(2)中所述等离子体反应釜的功率为500W。
7.根据权利要求4所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,步骤(2)中所述等离子体反应釜中气体为二氧化氮与二氧化碳混合气体。
8.根据权利要求7所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,所述二氧化氮与二氧化碳常压下体积比为1:3。
9.根据权利要求4所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,步骤(3)中所述纳米硅藻土粒度为80nm,所述纳米硅藻土经过质量分数为2.3%的水杨酸钾溶液在80℃下浸泡2小时处理,然后进行抽滤清洗,得到。
10.根据权利要求1所述的一种面粉机用低温烧结陶瓷研磨球,其特征在于,所述硫酸钙晶须平均直径为1.5um,平均长度为35um。
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