CN112457002A - 一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末及其制备方法。所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末包括如下重量份的原料：氧化钛60～70份、氧化铬20～30份、钼粉4～6份和镍粉4～6份；所述制备方法包括如下步骤：将所有原料与聚乙烯醇、去离子水混合搅拌，得浆料；将浆料先烘干，再于真空或惰性气氛中烧结，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末。所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，将氧化钛、氧化铬、钼粉和镍粉进行科学结合，使得到的陶瓷粉末具有高韧性、高强度和高硬度的性质，且经过验证，本申请所得陶瓷粉末的机械性能要优于市售同类产品；所述制备方法工艺简单易控，有利于规模化产出。

Description

一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末及其制备方法
技术领域
本发明属于热喷涂陶瓷粉末领域，具体涉及一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末及其制备方法。
背景技术
氧化钛(TiO2)陶瓷以其导电性能优异，被使用于各行各业中，然而，由于氧化钛(TiO2)陶瓷的强度、韧性等综合性能较差，限制了其应用范围。随着社会的发展，传统的氧化钛陶瓷已经不能满足社会的需求，对其综合性能的开发成为必然。
故基于此，提出本申请技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末及其制备方法。所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，将氧化钛、氧化铬、钼粉和镍粉进行科学结合，使得到的陶瓷粉末具有高韧性、高强度和高硬度的性质，且经过验证，本申请所得陶瓷粉末的机械性能要优于市售同类产品；所述制备方法工艺简单易控，有利于规模化产出。
本发明的方案是，提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，包括如下重量份的原料：氧化钛60～70份、氧化铬20～30份、钼粉4～6份和镍粉4～6份。
优选地，所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，包括如下重量份的原料：氧化钛65份、氧化铬25份、钼粉5份和镍粉5份。
优选地，所述氧化钛为纳米氧化钛，粒度在100nm以下。
优选地，所述氧化铬的费氏粒度为2.5～6.0μm。
优选地，所述钼粉的费氏粒度为2.0～4.0μm。
优选地，所述镍粉的费氏粒度为1.5～3.0μm。
基于相同的技术构思，本发明的再一方案是，提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将所有原料与聚乙烯醇、去离子水混合搅拌，得浆料；
(2)将浆料先烘干，再于真空或惰性气氛中烧结，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末。
优选地，步骤(1)中，所述去离子水为所述原料总重的4～6倍；所述聚乙烯醇为去离子水重量的1～2％。
优选地，步骤(2)中，所述烘干的温度为90～100℃；所述烧结的温度为700～800℃，所述烧结的时间为2～4h。
优选地，步骤(2)中，所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的粒度在10～35μm的数量占比达94％以上。
本发明再提供一种所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的使用方法：将所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末热喷涂于基材(如墙面等)表面即可。
为便于理解本申请，对相关原料进行进一步解释说明。
氧化钛：氧化钛是一种无机物，化学式为TiO2，白色固体或粉末状的两性氧化物，分子量79.9，具有无毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度，被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。钛白的粘附力强，不易起化学变化，永远是雪白的。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。它的熔点很高，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。
氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
氧化铬：氧化铬是一种无机物，化学式Cr2O3。为浅绿至深绿色细小六方结晶。灼热时变棕色，冷后仍变为绿色。结晶体极硬，极稳定，即使在红热下通入氢气亦无变化。
钼粉：钼粉的特性是可以人工调控色泽、粒径、表面特性、分散度、流变性、触变性以及晶型等，而且钼粉化学纯度高，化学惰性强，热稳定性好，在400℃以下不会分解。另外，钼粉还具有吸油率低、硬度低、磨耗值小、无毒、无臭、无味，分散性好等优点。
镍粉：镍粉又分为羰基镍粉，主要用于涂料和塑料作导电颜料屏蔽电磁干涉及射频干涉，作各种高光泽装饰漆和塑料，代替铝粉在水性体系作防腐蚀漆等，细颗粒球形镍粉可用于导电油墨。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，将氧化钛、氧化铬、钼粉和镍粉进行科学结合，使得到的陶瓷粉末具有高韧性、高强度和高硬度的性质，且经过验证，本申请所得陶瓷粉末的机械性能要优于市售同类产品。
2、本发明所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，工艺简单易控，有利于规模化产出。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将60g纳米氧化钛、20g费氏粒度为2.5μm的氧化铬、4g费氏粒度为2.0μm的钼粉、4g费氏粒度为1.5μm的镍粉与352g去离子水、3.5g聚乙烯醇混合，均匀搅拌后得浆料；
(2)将浆料在90℃的烘箱中烘干，然后置于真空炉中进行于700℃条件下烧结2h，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末；其中粉末粒度在10～35μm的数量占比为94％。
实施例2
本实施例提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将70g纳米氧化钛、30g费氏粒度为6.0μm的氧化铬、6g费氏粒度为4.0μm的钼粉、6g费氏粒度为3.0μm的镍粉与672g去离子水、13.4g聚乙烯醇混合，均匀搅拌后得浆料；
(2)将浆料在100℃的烘箱中烘干，然后置于真空炉中进行于800℃条件下烧结4h，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末；其中粉末粒度在10～35μm的数量占比为97％。
实施例3
本实施例提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将65g纳米氧化钛、25g费氏粒度为4.5μm的氧化铬、5g费氏粒度为3.0μm的钼粉、5g费氏粒度为2.2μm的镍粉与500g去离子水、7.5g聚乙烯醇混合，均匀搅拌后得浆料；
(2)将浆料在95℃的烘箱中烘干，然后置于真空炉中进行于750℃条件下烧结3h，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末；其中粉末粒度在10～35μm的数量占比为96％。
实施例4
本实施例提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将60g纳米氧化钛、30g费氏粒度为2.5μm的氧化铬、4g费氏粒度为4.0μm的钼粉、6g费氏粒度为1.5μm的镍粉与500g去离子水、5g聚乙烯醇混合，均匀搅拌后得浆料；
(2)将浆料在90℃的烘箱中烘干，然后置于真空炉中进行于800℃条件下烧结2h，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末；其中粉末粒度在10～35μm的数量占比为98％。
实施例5
本实施例提供一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，包括如下步骤：
(1)将70g纳米氧化钛、20g费氏粒度为6.0μm的氧化铬、6g费氏粒度为2.0μm的钼粉、4g费氏粒度为3.0μm的镍粉与500g去离子水、5g聚乙烯醇混合，均匀搅拌后得浆料；
(2)将浆料在100℃的烘箱中烘干，然后置于真空炉中进行于700℃条件下烧结4h，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末；其中粉末粒度在10～35μm的数量占比为95％。
为了表正本发明所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的机械性能，选取市售同类产品进行对比，测试方法如下：
(1)在23±2℃和相对湿度50％±5％的条件下进行测试；
(2)将陶瓷粉末热喷涂于试板表面，将试板的喷涂膜朝上平放在铁砧上，试板受冲击部分距边缘不少于15mm，每个冲击点的边缘相距不得少于15mm。重锤借控制装置固定在滑筒的某一高度(其高度由产品标准规定或商定)，按压控制钮，重锤即自由地落于冲头上。提起重锤，取出试板；
记录重锤落于试板上的高度；
同一试板进行三次冲击试验；
(3)用4倍放大镜观察，判断漆膜有无裂纹、皱纹及剥落等现象。
同时对铅笔硬度项目进行测试。
综合测试的结果如表1所示。
表1测试结果
Figure BDA0002839316890000061
Figure BDA0002839316890000071
由结果可知：实施例1～5所得陶瓷粉末的机械性能明显优于市售同类产品，达到了较高的行业水准。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，包括如下重量份的原料：氧化钛60～70份、氧化铬20～30份、钼粉4～6份和镍粉4～6份。
2.根据权利要求1所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，包括如下重量份的原料：氧化钛65份、氧化铬25份、钼粉5份和镍粉5份。
3.根据权利要求1或2所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，所述氧化钛为纳米氧化钛，粒度在100nm以下。
4.根据权利要求1或2所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，所述氧化铬的费氏粒度为2.5～6.0μm。
5.根据权利要求1或2所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，所述钼粉的费氏粒度为2.0～4.0μm。
6.根据权利要求1或2所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末，其特征在于，所述镍粉的费氏粒度为1.5～3.0μm。
7.权利要求1～6任一所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将所有原料与聚乙烯醇、去离子水混合搅拌，得浆料；
(2)将浆料先烘干，再于真空或惰性气氛中烧结，最后进行筛分，即得高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末。
8.根据权利要求7所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述去离子水为所述原料总重的4～6倍；所述聚乙烯醇为去离子水重量的1～2％。
9.根据权利要求7所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述烘干的温度为90～100℃；所述烧结的温度为700～800℃，所述烧结的时间为2～4h。
10.根据权利要求7所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述高强高韧导电氧化钛陶瓷粉末的粒度在10～35μm的数量占比达94％以上。
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