CN114349489B - 一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备，混合设备包括底座以及固定安装在所述底座上的固定板，所述固定板上固定有两组横板；固定套筒，所述固定套筒固定安装在所述底座上且呈对称设置，所述固定套筒内活动安装有活动杆，所述固定套筒内还固定有与所述活动杆连接的弹簧，所述活动杆上固定有开设有导轨的支撑板，所述支撑板上活动安装有与所述导轨适配的混合筒，所述底座上还活动设置有与所述混合筒适配的夹持机构；二号转动杆，所述二号转动杆固定安装在所述夹持机构上且固定有限位块，所述二号转动杆还与用于驱动所述二号转动杆在竖直方向上往复运动的升降机构连接；往复转动机构，所述往复转动机构活动设置在所述横板上。

Description

一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种加工领域，具体是一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备。

背景技术

氮化硅是一种无机物，它是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化，而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件，如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面，不仅可以提高柴油机质量，节省燃料，而且能够提高热效率，在对石英陶瓷材料的研究中，需要对氮化硅的掺入量进行研究，在研究过程中，需要对两者进行混合，传统的混合装置混合效果差，混合不均与，因此提出一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法及设备，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：

一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法，包括以下步骤：

步骤一：分别定量称取多份石英陶瓷材料及氮化硅，并通过研磨将石英陶瓷材料和氮化硅进行研磨；

步骤二：将研磨后的石英粉末过筛，并将过筛后的石英粉末及氮化硅放入混合设备中；

步骤三：将混合后的物料放入球磨罐中，并向其中加入定量的水，使得石英粉末、氮化硅、水含量为所需比例；

步骤四：球磨一定时间后，取出物料，并放入高温加热炉中进行烧结，烧结完成后，对成品进行测量。

一种混合设备，包括：底座以及固定安装在底座上的固定板，固定板上固定有两组横板；

固定套筒，固定套筒固定安装在底座上且呈对称设置，固定套筒内活动安装有活动杆，固定套筒内还固定有与活动杆连接的弹簧，活动杆上固定有开设有导轨的支撑板，支撑板上活动安装有与导轨适配的混合筒，底座上还活动设置有与混合筒适配的夹持机构；

二号转动杆，二号转动杆固定安装在夹持机构上且固定有限位块，二号转动杆还与用于驱动二号转动杆在竖直方向上往复运动的升降机构连接，升降机构活动安装在横板上；

往复转动机构，往复转动机构活动设置在横板上且与二号转动杆和升降机构连接

作为本发明进一步的方案：夹持机构包括固定安装在二号转动杆上的承接板和转动安装在承接板上的双向丝杆以及活动设置在双向丝杆上且呈对称设置的螺纹套筒，承接板上还活动安装有与螺纹套筒连接的导向组件，导向组件上固定有呈对称设置且与混合筒适配的卡板。

作为本发明再进一步的方案：导向组件包括固定安装在承接板上的二号导向杆和活动安装在二号导向杆上且呈对称设置的二号套筒以及一端固定安装在螺纹套筒上另一端固定安装在二号套筒上的支撑柱，支撑柱固定有卡板。

作为本发明再进一步的方案：升降机构包括转动安装在横板上的一号转动杆和固定安装在一号转动杆上且与往复转动机构连接的小带轮以及固定安装在一号转动杆上的圆盘，横板上还固定安装有一号导向杆，横板上还活动设置有与一号导向杆连接且与圆盘连接的从动组件，从动组件与二号转动杆连接。

作为本发明再进一步的方案：从动组件包括活动安装在一号导向杆上的一号套筒和固定安装在一号套筒上且开设有与圆盘适配的槽的连杆以及一端固定在连杆上另一端固定有连接板的固定杆，连接板上转动安装有二号转动杆。

作为本发明再进一步的方案：往复转动机构包括固定安装在横板上的电机和转动安装在横板上且与电机输出轴连接的传动杆以及活动安装在横板上且与传动杆连接的限位组件，限位组件上连接有与小带轮连接的皮带，限位组件还与二号转动杆连接。

作为本发明再进一步的方案：限位组件包括固定安装在传动杆上且与皮带连接的大带轮和固定安装在传动杆上的限位杆以及固定安装在横板上且开始有与二号转动杆适配的通孔的挡板，挡板上转动安装有开设有与限位杆适配的螺纹槽的转动辊，转动辊与二号转动杆连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时，将石英粉和氮化硅放入混合筒内，并通过夹持机构将混合筒固定，此时往复转动机构运动，并驱动二号转动杆转动，从而带动夹持机构运动，使得混合筒往复转动，同时，往复转动机构还会驱动升降机构运动，并驱动二号转动杆在竖直方向上往复运动，从而带动夹持机构运动，使得混合筒运动，从而驱动支撑板运动，并带动活动杆在固定套筒内运动，并驱动弹簧运动，使得混合筒在往复转动的同时在竖直方向上往复运动，从而增强混合效果。

附图说明

图1为混合设备的一种实施例的结构示意图。

图2为混合设备的一种实施例中升降机构、往复转动机构、二号转动杆的连接关系示意图。

图3为混合设备的一种实施例中的部分爆炸结构示意图。

图4为混合设备的一种实施例中的部分剖面结构示意图。

图中：1-底座、2-固定板、3-横板、4-固定套筒、5-活动杆、6-弹簧、7-支撑板、8-混合筒、9-电机、10-传动杆、11-大带轮、12-皮带、13-小带轮、14-限位杆、15-一号转动杆、16-圆盘、17-连杆、18-一号导向杆、19-一号套筒、20-固定杆、21-连接板、22-二号转动杆、23-转动辊、24-挡板、25-承接板、26-二号导向杆、27-二号套筒、28-双向丝杆、29-螺纹套筒、30-支撑柱、31-卡板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明实施例中，一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法，包括以下步骤：

步骤一：分别定量称取多份石英陶瓷材料及氮化硅，并通过研磨将石英陶瓷材料和氮化硅进行研磨；

步骤二：将研磨后的石英粉末过筛，并将过筛后的石英粉末及氮化硅放入混合设备中；

步骤三：将混合后的物料放入球磨罐中，并向其中加入定量的水，使得石英粉末、氮化硅、水含量为所需比例；

步骤四：球磨一定时间后，取出物料，并放入高温加热炉中进行烧结，烧结完成后，对成品进行测量。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种混合设备，包括：

底座1以及固定安装在所述底座1上的固定板2，所述固定板2上固定有两组横板3；

固定套筒4，所述固定套筒4固定安装在所述底座1上且呈对称设置，所述固定套筒4内活动安装有活动杆5，所述固定套筒4内还固定有与所述活动杆5连接的弹簧6，所述活动杆5上固定有开设有导轨的支撑板7，所述支撑板7上活动安装有与所述导轨适配的混合筒8，所述底座1上还活动设置有与所述混合筒8适配的夹持机构；

需要说明的是，所述夹持机构包括固定安装在所述二号转动杆22上的承接板25和转动安装在所述承接板25上的双向丝杆28以及活动设置在所述双向丝杆28上且呈对称设置的螺纹套筒29，所述承接板25上还活动安装有与所述螺纹套筒29连接的导向组件，所述导向组件上固定有呈对称设置且与所述混合筒8适配的卡板31。

还需要说明的是，所述导向组件包括固定安装在所述承接板25上的二号导向杆26和活动安装在所述二号导向杆26上且呈对称设置的二号套筒27以及一端固定安装在所述螺纹套筒29上另一端固定安装在所述二号套筒27上的支撑柱30，所述支撑柱30固定有所述卡板31。

进一步来说，初始状态下，卡板31位于混合筒8适配位置，混合筒8底部安装有多个滑轮，滑轮与导轨适配，用人力驱动双向丝杆28转动，并带动两个螺纹套筒29做相互靠近运动，从而带动支撑柱30运动，在二号套筒27和二号导向杆26的作用下，使得螺纹套筒29和支撑柱30沿着双向丝杆的长度方向运动，从而带动卡板31相互靠近，并将混合筒8固定。

优选的，当升降机构运动时，通过二号转动杆22驱动承接板25运动，从而驱动混合筒8朝向底座1方向运动，并带动支撑板7运动，从而驱动活动杆5朝向固定套筒4内运动，使得弹簧6被压缩。

二号转动杆22，所述二号转动杆22固定安装在所述夹持机构上且固定有限位块，所述二号转动杆22还与用于驱动所述二号转动杆22在竖直方向上往复运动的升降机构连接，所述升降机构活动安装在所述横板3上；

上述提到的所述升降机构包括转动安装在所述横板3上的一号转动杆15和固定安装在所述一号转动杆15上且与所述往复转动机构连接的小带轮13以及固定安装在所述一号转动杆15上的圆盘16，所述横板3上还固定安装有一号导向杆18，所述横板3上还活动设置有与所述一号导向杆18连接且与所述圆盘16连接的从动组件，所述从动组件与所述二号转动杆22连接。

其中，所述从动组件包括活动安装在所述一号导向杆18上的一号套筒19和固定安装在所述一号套筒19上且开设有与所述圆盘16适配的槽的连杆17以及一端固定在所述连杆17上另一端固定有连接板21的固定杆20，所述连接板21上转动安装有所述二号转动杆22。

再进一步来说，当往复转动机构运动时，带动小带轮13转动，从而驱动一号转动杆15转动，并带动圆盘16转动，圆盘16上固定有与连杆17开设的槽适配的凸起，在凸起的作用下，驱动连杆17运动，使得一号套筒19运动，并在一号导向杆18的作用下，驱动连杆17沿着一号导向杆18的长度方向运动，从而带动固定杆20和连接板21运动，并驱动二号转动杆22在竖直方向上往复运动。

往复转动机构，所述往复转动机构活动设置在所述横板3上且与所述二号转动杆22和所述升降机构连接。

需要说明的是，所述往复转动机构包括固定安装在所述横板3上的电机9和转动安装在所述横板3上且与所述电机9输出轴连接的传动杆10以及活动安装在所述横板3上且与所述传动杆10连接的限位组件，所述限位组件上连接有与所述小带轮13连接的皮带12，所述限位组件还与所述二号转动杆22连接。

还需要说明的是，所述限位组件包括固定安装在所述传动杆10上且与所述皮带12连接的大带轮11和固定安装在所述传动杆10上的限位杆14以及固定安装在所述横板3上且开始有与所述二号转动杆22适配的通孔的挡板24，所述挡板24上转动安装有开设有与所述限位杆14适配的螺纹槽的转动辊23，所述转动辊23与所述二号转动杆23连接。

最后来说，转动辊23呈中空设置，且开设有与限位块适配的限位槽，转动辊23外壁上开设有两组相互交叉的螺纹槽，且其中一组较深，宽度较窄，限位杆14两端长短不一，且分别与两组螺纹槽适配，当电机9工作时，带动传动杆10转动，并驱动大带轮11转动，从而通过皮带12驱动小带轮13转动，同时传动杆10还会驱动限位杆14转动，并驱动转动辊23做间歇往复转动，在限位槽与限位块的作用下，驱动二号转动杆22间歇往复转动，从而带动混合筒8转动，使得滑轮在导轨上运动。

优选的，大带轮11与小带轮13的传动比为1:2，使得转动辊23正转一次，二号转动杆22升降一次，当转动辊23反转一次，二号转动杆22再次升降一次。

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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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 (4)

1.一种向石英陶瓷材料中掺入氮化硅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：分别定量称取多份石英陶瓷材料及氮化硅，并通过研磨将石英陶瓷材料和氮化硅进行研磨；

步骤二：将研磨后的石英粉末过筛，并将过筛后的石英粉末及氮化硅放入混合设备中；

步骤三：将混合后的物料放入球磨罐中，并向其中加入定量的水，使得石英粉末、氮化硅、水含量为所需比例；

步骤四：球磨一定时间后，取出物料，并放入高温加热炉中进行烧结，烧结完成后，对成品进行测量；

所述步骤二中的混合设备，包括：

底座（1）以及固定安装在所述底座（1）上的固定板（2），所述固定板（2）上固定有两组横板（3）；

固定套筒（4），所述固定套筒（4）固定安装在所述底座（1）上且呈对称设置，所述固定套筒（4）内活动安装有活动杆（5），所述固定套筒（4）内还固定有与所述活动杆（5）连接的弹簧（6），所述活动杆（5）上固定有开设有导轨的支撑板（7），所述支撑板（7）上活动安装有与所述导轨适配的混合筒（8），所述底座（1）上还活动设置有与所述混合筒（8）适配的夹持机构；

二号转动杆（22），所述二号转动杆（22）固定安装在所述夹持机构上且固定有限位块，所述二号转动杆（22）还与用于驱动所述二号转动杆（22）在竖直方向上往复运动的升降机构连接，所述升降机构活动安装在所述横板（3）上；

往复转动机构，所述往复转动机构活动设置在所述横板（3）上且与所述二号转动杆（22）和所述升降机构连接；

所述升降机构包括转动安装在所述横板（3）上的一号转动杆（15）和固定安装在所述一号转动杆（15）上且与所述往复转动机构连接的小带轮（13）以及固定安装在所述一号转动杆（15）上的圆盘（16），所述横板（3）上还固定安装有一号导向杆（18），所述横板（3）上还活动设置有与所述一号导向杆（18）连接且与所述圆盘（16）连接的从动组件，所述从动组件与所述二号转动杆（22）连接；

所述往复转动机构包括固定安装在所述横板（3）上的电机（9）和转动安装在所述横板（3）上且与所述电机（9）输出轴连接的传动杆（10）以及活动安装在所述横板（3）上且与所述传动杆（10）连接的限位组件，所述限位组件上连接有与所述小带轮（13）连接的皮带（12），所述限位组件还与所述二号转动杆（22）连接；

所述限位组件包括固定安装在所述传动杆（10）上且与所述皮带（12）连接的大带轮（11）和固定安装在所述传动杆（10）上的限位杆（14）以及固定安装在所述横板（3）上且开始有与所述二号转动杆（22）适配的通孔的挡板（24），所述挡板（24）上转动安装有开设有与所述限位杆（14）适配的螺纹槽的转动辊（23），所述转动辊（23）与所述二号转动杆（22）连接。

2.一种如权利要求1步骤二中所述的混合设备，其特征在于，所述夹持机构包括固定安装在所述二号转动杆（22）上的承接板（25）和转动安装在所述承接板（25）上的双向丝杆（28）以及活动设置在所述双向丝杆（28）上且呈对称设置的螺纹套筒（29），所述承接板（25）上还活动安装有与所述螺纹套筒（29）连接的导向组件，所述导向组件上固定有呈对称设置且与所述混合筒（8）适配的卡板（31）。

3.根据权利要求2所述的一种混合设备，其特征在于，所述导向组件包括固定安装在所述承接板（25）上的二号导向杆（26）和活动安装在所述二号导向杆（26）上且呈对称设置的二号套筒（27）以及一端固定安装在所述螺纹套筒（29）上另一端固定安装在所述二号套筒（27）上的支撑柱（30），所述支撑柱（30）固定有所述卡板（31）。

4.根据权利要求2所述的一种混合设备，其特征在于，所述从动组件包括活动安装在所述一号导向杆（18）上的一号套筒（19）和固定安装在所述一号套筒（19）上且开设有与所述圆盘（16）适配的槽的连杆（17）以及一端固定在所述连杆（17）上另一端固定有连接板（21）的固定杆（20），所述连接板（21）上转动安装有所述二号转动杆（22）。

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