CN109081696A - 一种耐高温陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温陶瓷及其制备方法,包括以下重量份数的原料:碳化钛50‑70份、氮化硅30‑45份、硬酸酯钠10‑20份、高铝骨料15‑25份、有机硅偶联化合物5‑10份、三氧化二铋20‑50份。通过在陶瓷加工过程中加入有机硅偶联化合物和三氧化二铋,提高陶瓷的耐高温性能,同时通过二次煅烧方法,提高制备效果和成品质量。

Description

一种耐高温陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷领域,具体是一种耐高温陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷是指用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料,由于陶瓷还具有某些特殊的性能,又可作为功能材料。采用高纯度人工合成的原料,利用精密控制工艺成形烧结制成,一般具有某些特殊性能,以适应各种需要。根据其主要成分,有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等;特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。
耐高温陶瓷具有广泛的用途,陶瓷配方多种多样,需要根据需要满足不同需求对陶瓷原料配制,并通过优化制备工艺,提高制备质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温陶瓷及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种耐高温陶瓷,包括以下重量份数的原料:碳化钛50-70份、氮化硅30-45份、硬酸酯钠10-20份、高铝骨料15-25份、有机硅偶联化合物5-10份、三氧化二铋20-50份。
作为本发明进一步的方案:包括以下重量份数的原料:碳化钛60-65份、氮化硅35-40份、硬酸酯钠12-18份、高铝骨料18-22份、有机硅偶联化合物5-10份、三氧化二铋30-40份。
作为本发明进一步的方案:包括以下重量份数的原料:碳化钛62份、氮化硅38份、硬酸酯钠16份、高铝骨料21份、有机硅偶联化合物8份、三氧化二铋35份。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,1000-2000rpm高速球磨1-2小时,过100-200目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀20-30分钟,烧蚀温度500-600℃,后粉碎过50-60目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在600-800℃,烧蚀2-3小时。
作为本发明进一步的方案:其特征在在于,所述步骤一中球磨机转速为1500rpm,过150目筛。
作为本发明进一步的方案:所述步骤三中烧蚀时间为30分钟,烧蚀温度为560℃,过50目筛。
作为本发明进一步的方案:所述步骤五中煅烧条件为:烧蚀温度650℃,烧蚀2.5小时。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过在陶瓷加工过程中加入有机硅偶联化合物和三氧化二铋,提高陶瓷的耐高温性能,同时通过二次煅烧方法,提高制备效果和成品质量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种耐高温陶瓷,包括以下重量的原料:碳化钛50kg、氮化硅30kg、硬酸酯钠10kg、高铝骨料15kg、有机硅偶联化合物5kg和三氧化二铋20kg。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,1000rpm高速球磨1小时,过100目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀20分钟,烧蚀温度500℃,后粉碎过50目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在6000℃,烧蚀2小时。
实施例2
一种耐高温陶瓷,包括以下重量份数的原料:碳化钛70kg、氮化硅45kg、硬酸酯钠20kg、高铝骨料25kg、有机硅偶联化合物10kg和三氧化二铋50kg。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,2000rpm高速球磨2小时,过200目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀30分钟,烧蚀温度600℃,后粉碎过60目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在800℃,烧蚀3小时。
实施例3
一种耐高温陶瓷,包括以下重量的原料:碳化钛60kg、氮化硅35kg、硬酸酯钠12kg、高铝骨料18kg、有机硅偶联化合物5kg和三氧化二铋30kg。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,1000rpm高速球磨1小时,过100目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀20分钟,烧蚀温度500℃,后粉碎过50目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在6000℃,烧蚀2小时。
实施例4
一种耐高温陶瓷,包括以下重量的原料:碳化钛65kg、氮化硅40kg、硬酸酯钠12-18kg、高铝骨料22kg、有机硅偶联化合物10kg、三氧化二铋40kg。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,2000rpm高速球磨2小时,过200目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀30分钟,烧蚀温度600℃,后粉碎过60目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在800℃,烧蚀3小时。
实施例5
一种耐高温陶瓷,包括以下重量份数的原料:碳化钛62kg、氮化硅38kg、硬酸酯钠16kg、高铝骨料21kg、有机硅偶联化合物8kg、三氧化二铋35kg。
一种耐高温陶瓷的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,1500rpm高速球磨1.5小时,过150目筛,得原料A;
步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;
步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀30分钟,烧蚀温度560℃,后粉碎过50目筛,得原料C;
步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;
步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在650℃,烧蚀2.5小时。
对比例1
本实施例除不含有机硅偶联化合物外,其它原料和制备工艺和实施例5一致。
对比例2
本实施例除不含有三氧化二铋外,其它原料和制备工艺和实施例5一致。
对比例3
本实施例除不含有机硅偶联化合物和三氧化二铋外,其它原料和制备工艺和实施例5一致。
对比例4
本实施例中,各组分原料与实施例5一致,将各组分原料直接搅拌后进行煅烧。
性能测试:将实施例1-5和对比例1-4制得的陶瓷材料进行性能测试,结果如表一。
表一
通过表一中数据可知,实施例1-5的产品在高温前后,弯曲强度和断裂韧性都要明显好于对比例1-4的产品,可以说明实施例1-5的产品具有更好的耐高温性能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种耐高温陶瓷,其特征在于,包括以下重量份数的原料:碳化钛50-70份、氮化硅30-45份、硬酸酯钠10-20份、高铝骨料15-25份、有机硅偶联化合物5-10份、三氧化二铋20-50份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温陶瓷,其特征在于,包括以下重量份数的原料:碳化钛60-65份、氮化硅35-40份、硬酸酯钠12-18份、高铝骨料18-22份、有机硅偶联化合物5-10份、三氧化二铋30-40份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温陶瓷,其特征在于,包括以下重量份数的原料:碳化钛62份、氮化硅38份、硬酸酯钠16份、高铝骨料21份、有机硅偶联化合物8份、三氧化二铋35份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的耐高温陶瓷的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将碳化硅、氧化硅、高铝骨料放入球磨机中,1000-2000rpm高速球磨1-2小时,过100-200目筛,得原料A;步骤二:将原料A和有机硅偶联化合物放入搅拌机,搅拌速度500r/min,搅拌均匀得原料B;步骤三:将原料B放入煅烧炉中,烧蚀20-30分钟,烧蚀温度500-600℃,后粉碎过50-60目筛,得原料C;步骤四:将硬酸酯钠放入搅拌机,按照固液比1:3加入去离子水,搅拌均匀后,再将原料C和三氧化二铋加入搅拌机,搅拌1小时,得原料D;步骤五:采用干压工艺将原料D胚体成型,放入煅烧炉中,烧蚀温度控制在600-800℃,烧蚀2-3小时。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温陶瓷的制备方法,其特征在在于,所述步骤一中球磨机转速为1500rpm,过150目筛。
6.根据权利要求4所述的一种耐高温陶瓷的制备方法,其特征在在于,所述步骤三中烧蚀时间为30分钟,烧蚀温度为560℃,过50目筛。
7.根据权利要求4所述的一种耐高温陶瓷的制备方法,其特征在在于,所述步骤五中煅烧条件为:烧蚀温度650℃,烧蚀2.5小时。
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