CN110342928A - 一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1‑0.3、氧化锆80‑100、硅烷偶联剂kh56020‑25、正硅酸乙酯100‑120、高岭土10‑17、二乙烯三胺3‑5、氮化硼28‑35、氧化镁3‑5、催化剂0.1‑0.2，本发明提高了传统陶瓷喷嘴的硬度和耐腐蚀性能，本发明改善了传统二氧化硅硬度高、加工性差的缺陷，成品的稳定性高，综合性能优越。

Description

一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法。
背景技术
目前陶瓷喷砂嘴、喷油嘴等喷嘴多采用碳化硅、碳化硼或者氧化铝等陶瓷材料制造，制造技术采用热压法或者无压烧结方法。以往常用的材质为二氧化硅材质和纯氮化硼材质喷嘴，二氧化硅材质的喷嘴由于其硬度较高，加工性能较差，只能适用于宽度较小的窄带材的生产。而纯氮化硼材质的喷嘴，加工性能很好，虽然散热效果较好(导热性能好)，但抗热冲击能力以及韧性都较弱，使用一段时间后，很快就会出现喷口变形、喷道被熔融液体冲击成流沟，造成喷射体沉积在基材上的厚度不均匀。
发明内容
本发明的目的是提供一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：
碳酸钠0.1-0.3、氧化锆80-100、硅烷偶联剂kh560 20-25、正硅酸乙酯100-120、高岭土10-17、二乙烯三胺3-5、氮化硼28-35、氧化镁3-5、催化剂0.1-0.2。
所述的催化剂为浓度为85-90％的盐酸。
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)取高岭土，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20-30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75-80℃下保温搅拌1-2小时，出料冷却，得硅烷分散液；
(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55-60℃下保温搅拌13-15小时，出料冷却，得改性分散液；
(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10-15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30-40分钟，得氮化硼分散液；
(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30-37倍的去离子水中，超声5-19分钟，得氧化镁分散液；
(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为150-160℃，保温搅拌100-110分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌4-6小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；
(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为250-270目筛；
(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；
(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至450-460℃，保温2-3小时，再按10-15℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。
步骤(5)中所述的真空干燥温度为1000-1100℃，干燥时间为80-100分钟。
步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为295-300℃，在17-20MPa条件下保压20-25min。
本发明的优点：
本发明的陶瓷喷嘴实现氧化锆、二氧化硅、氮化硼、氧化镁等多种原料的有效复合，具有很好的结合稳定性强度，提高了传统陶瓷喷嘴的硬度和耐腐蚀性能，本发明改善了传统二氧化硅硬度高、加工性差的缺陷，成品的稳定性高，综合性能优越，本发明采用有机方法改性，可以提高烧结的致密强度，增强成品的力学性能。
具体实施方式
实施例1
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：
碳酸钠0.1、氧化锆80、硅烷偶联剂kh560 20、正硅酸乙酯100、高岭土10、二乙烯三胺3、氮化硼28、氧化镁3、催化剂0.1。
所述的催化剂为浓度为85％的盐酸。
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)取高岭土，在700℃下煅烧1小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75℃下保温搅拌1小时，出料冷却，得硅烷分散液；
(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55℃下保温搅拌13小时，出料冷却，得改性分散液；
(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30分钟，得氮化硼分散液；
(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，超声5分钟，得氧化镁分散液；
(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为150℃，保温搅拌100分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌4小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；
(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为250目筛；
(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；
(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至450℃，保温2小时，再按10℃/min升温至1500℃，保温12小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。
步骤(5)中所述的真空干燥温度为1000℃，干燥时间为80分钟。
步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为295℃，在17MPa条件下保压20min。
实施例2
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：
碳酸钠0.3、氧化锆100、硅烷偶联剂kh560 25、正硅酸乙酯120、高岭土17、二乙烯三胺5、氮化硼35、氧化镁5、催化剂0.2。
所述的催化剂为浓度为90％的盐酸。
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：
(1)取高岭土，在800℃下煅烧2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在80℃下保温搅拌2小时，出料冷却，得硅烷分散液；
(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在60℃下保温搅拌15小时，出料冷却，得改性分散液；
(3)取二乙烯三胺，加入到其重量15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声40分钟，得氮化硼分散液；
(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30-37倍的去离子水中，超声19分钟，得氧化镁分散液；
(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为160℃，保温搅拌110分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌6小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；
(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为270目筛；
(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；
(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在26min内升温至460℃，保温3小时，再按15℃/min升温至1600℃，保温13小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。
步骤(5)中所述的真空干燥温度为1100℃，干燥时间为100分钟。
步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为300℃，在20MPa条件下保压25min。
性能测试：
本发明实施例1的色选机用氧化锆陶瓷喷嘴：
抗弯强度：835Mpa；
致密度：99.5％；
抗折强度：771Mpa；
本发明实施例2的色选机用氧化锆陶瓷喷嘴：
抗弯强度：811Mpa；
致密度：99.3％；
抗折强度：732Mpa。

Claims (5)

1.一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
碳酸钠0.1-0.3、氧化锆80-100、硅烷偶联剂kh560 20-25、正硅酸乙酯100-120、高岭土10-17、二乙烯三胺3-5、氮化硼28-35、氧化镁3-5、催化剂0.1-0.2。
2.根据权利要求1所述的一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，其特征在于，所述的催化剂为浓度为85-90％的盐酸。
3.一种如权利要求1所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取高岭土，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20-30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75-80℃下保温搅拌1-2小时，出料冷却，得硅烷分散液；
(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55-60℃下保温搅拌13-15小时，出料冷却，得改性分散液；
(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10-15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30-40分钟，得氮化硼分散液；
(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30-37倍的去离子水中，超声5-19分钟，得氧化镁分散液；
(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为150-160℃，保温搅拌100-110分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌4-6小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；
(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为250-270目筛；
(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；
(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至450-460℃，保温2-3小时，再按10-15℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。
4.根据权利要求3所述的一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的真空干燥温度为1000-1100℃，干燥时间为80-100分钟。
5.根据权利要求3所述的一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于，步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为295-300℃，在17-20MPa条件下保压20-25min。
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