CN108911774A - 一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳化硼‑氧化铝复合陶瓷喷嘴及其制备方法，所述碳化硼‑氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼22‑35份，二硅化钼2‑6份，碳纤维6‑12份，氧化锗1‑5份，纳米二氧化钛3‑9份，硼氢化钠2‑7份，氟化镁8‑13份，氮化铝6‑10份，氧化锆2‑6份,硅藻土5‑13份，氧化钇2‑6份，膨润土粉6‑11份，聚丙烯酸钠3‑8份，氯化钙2‑6份，氯化镁3‑8份，铝镁尖晶石2‑6份。与现有技术相比，本发明中碳化硼‑氧化铝复合陶瓷喷嘴的耐高温和耐腐蚀性强，有利于提高喷嘴的使用寿命。

Description

一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴及其制备方法。
背景技术
碳化硼是一种共价键极强的非氧化物陶瓷，硬度非常高，仅次于金刚石和立方氮化硼。广泛应用于喷砂机的喷嘴、密封元件及耐磨损领域的涂层材料等。然而，为了使喷嘴的使用性能更好，使用寿命更长，喷嘴不但需要较高的硬度，同时还需要机械强度高、耐高温以及耐磨性好等优点。因而，对现有的碳化硼材料进行适当改进极为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴及其制备方法，该喷嘴的机械强度高、耐高温性和耐磨性好。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼22-35份，二硅化钼2-6份，碳纤维6-12份，氧化锗1-5份，纳米二氧化钛3-9份，硼氢化钠2-7份，氟化镁8-13份，氮化铝6-10份，氧化锆2-6份,硅藻土5-13份，氧化钇2-6份，膨润土粉6-11份，聚丙烯酸钠3-8份，氯化钙2-6份，氯化镁3-8份，铝镁尖晶石2-6份。
优选地，所述碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼32份，二硅化钼3份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝7份，氧化锆3份,硅藻土12份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠6份，氯化钙3份，氯化镁6份，铝镁尖晶石5份。
优选地，所述碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼35份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛8份，硼氢化钠6份，氟化镁10份，氮化铝7份，氧化锆4份,硅藻土13份，氧化钇3份，膨润土粉7份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙3份，氯化镁7份，铝镁尖晶石3份。
优选地，所述碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗5份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土10份，氧化钇5份，膨润土粉8份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙5份，氯化镁7份，铝镁尖晶石4份。
优选地，所述碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼26份，二硅化钼4份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土11份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠8份，氯化钙3份，氯化镁3份，铝镁尖晶石6份。
优选地，所述碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼5份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛7份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝8份，氧化锆6份,硅藻土11份，氧化钇4份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙4份，氯化镁8份，铝镁尖晶石2份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴以碳化硼和氮化铝为主要原料，同时特别添加有二硅化钼、碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、氯化钙和铝镁尖晶石等辅料，并通过各原料组分之间的合理配比，从而使其机械强度高、耐高温性和耐磨性好，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围并不受此限制。
实施例一：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼32份，二硅化钼3份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝7份，氧化锆3份,硅藻土12份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠6份，氯化钙3份，氯化镁6份，铝镁尖晶石5份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例二：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼35份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛8份，硼氢化钠6份，氟化镁10份，氮化铝7份，氧化锆4份,硅藻土13份，氧化钇3份，膨润土粉7份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙3份，氯化镁7份，铝镁尖晶石3份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例三：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗5份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土10份，氧化钇5份，膨润土粉8份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙5份，氯化镁7份，铝镁尖晶石4份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例四：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼26份，二硅化钼4份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土11份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠8份，氯化钙3份，氯化镁3份，铝镁尖晶石6份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例五：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼5份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛7份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝8份，氧化锆6份,硅藻土11份，氧化钇4份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙4份，氯化镁8份，铝镁尖晶石2份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例六：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼22份，二硅化钼2份，碳纤维6份，氧化锗1份，纳米二氧化钛3份，硼氢化钠2份，氟化镁8份，氮化铝6份，氧化锆2份,硅藻土5份，氧化钇2份，膨润土粉6份，聚丙烯酸钠3份，氯化钙2份，氯化镁3份，铝镁尖晶石2份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
实施例七：
一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼35份，二硅化钼6份，碳纤维12份，氧化锗5份，纳米二氧化钛9份，硼氢化钠7份，氟化镁13份，氮化铝10份，氧化锆6份,硅藻土13份，氧化钇6份，膨润土粉11份，聚丙烯酸钠8份，氯化钙6份，氯化镁8份，铝镁尖晶石6份。
所述的碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
(5)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至430-445℃，保温2-3小时，再按12℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却后即得。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼22-35份，二硅化钼2-6份，碳纤维6-12份，氧化锗1-5份，纳米二氧化钛3-9份，硼氢化钠2-7份，氟化镁8-13份，氮化铝6-10份，氧化锆2-6份,硅藻土5-13份，氧化钇2-6份，膨润土粉6-11份，聚丙烯酸钠3-8份，氯化钙2-6份，氯化镁3-8份，铝镁尖晶石2-6份。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼32份，二硅化钼3份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝7份，氧化锆3份,硅藻土12份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠6份，氯化钙3份，氯化镁6份，铝镁尖晶石5份。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼35份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛8份，硼氢化钠6份，氟化镁10份，氮化铝7份，氧化锆4份,硅藻土13份，氧化钇3份，膨润土粉7份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙3份，氯化镁7份，铝镁尖晶石3份。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼6份，碳纤维11份，氧化锗5份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土10份，氧化钇5份，膨润土粉8份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙5份，氯化镁7份，铝镁尖晶石4份。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼26份，二硅化钼4份，碳纤维11份，氧化锗2份，纳米二氧化钛5份，硼氢化钠4份，氟化镁9份，氮化铝8份，氧化锆3份,硅藻土11份，氧化钇3份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠8份，氯化钙3份，氯化镁3份，铝镁尖晶石6份。
6.根据权利要求1所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴，其特征在于，由以下重量份数的原料组分制成：碳化硼30份，二硅化钼5份，碳纤维11份，氧化锗3份，纳米二氧化钛7份，硼氢化钠6份，氟化镁11份，氮化铝8份，氧化锆6份,硅藻土11份，氧化钇4份，膨润土粉9份，聚丙烯酸钠5份，氯化钙4份，氯化镁8份，铝镁尖晶石2份。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种碳化硼-氧化铝复合陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)将碳纤维、氧化锗、纳米二氧化钛、硼氢化钠、氟化镁、氧化锆、氧化钇、聚丙烯酸钠、氯化钙和氯化镁混合，混合料加热至2550-2700℃，熔炼20-24min，随后自然冷却至室温，球磨至260-270目粉体后，充分搅拌均匀备用；
(3)将碳化硼、硅藻土、铝镁尖晶石、膨润土粉、二硅化钼和氮化铝放入球磨机，并将粉磨后的磨料加入步骤(2)所得的物料中，充分混合后备用；
(4)将(3)得到的混合物料送入模具中压制成型，成型条件：压力机设定温度为285-290℃，在15-16MPa条件下保压30-36min，出模得胚体；
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