CN116764750A - 一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法 - Google Patents

Abstract

一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，涉及纳米陶瓷生产技术领域，研磨筒内布设有粉碎腔，研磨台最上端外侧布设有驱动电机，驱动电机下端设置有减速机，减速机设置在研磨台内部，减速机下端动力输出端连接有驱动转杆，外套杆外侧设置有连接杆，连接杆外端外侧安装有粉碎球，粉碎球外侧设置有破碎槽，板为三角形弧板设置，斜板与粉碎腔内壁弧面相贴合，外套杆上端外侧固定连接有顶杆，顶杆为直角弯折状设置，顶杆下端延伸至粉碎腔底部边缘处，则当外套杆进行转动时，能让顶杆一起转动，当顶杆与斜板接触时，就能沿其上端斜面，带动外套杆向上移动，从而将粉碎球一同抬起，而当顶杆离开斜板后，就能让粉碎球在重力下向下掉落撞击原材料。

Description

一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法

技术领域

本发明涉及纳米陶瓷生产技术领域，更具体的说，本发明涉及一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法。

背景技术

纳米陶瓷，是指显微结构中的物相具有纳米级尺度的陶瓷材料，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在纳米量级的水平上，相比于传统的陶瓷材料，纳米陶瓷材料具有许多优越的性能，包括高硬度、高强度、高韧性、高耐磨性、高抗氧化性等。这些性能使纳米陶瓷材料在诸如医药、电子、机械、能源等领域的应用表现出很大的潜力。但要制备纳米陶瓷，这就需要解决，粉体尺寸形貌和粒径分布的控制，团聚体的控制和分散；体形态、缺陷、粗糙度以及成分的控制；

现有的纳米材料生产设备如公开号CN114653461B的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其中包括纳米陶瓷材料在生产加工过程中需要对部分原料进行研磨处理，在现有技术中，通常采用球磨机对纳米陶瓷材料进行研磨，然而对于部分材料在研磨前需要加入粉碎机内进行粉碎处理，在粉碎的过程中部分原料会附着在粉碎机内壁表面，原料利用率低；同时现有纳米复合陶瓷材料是采用其纳米或亚微米级材料，复合添加纳米碳化钛、纳米氮化硼和纳米碳化硼得到高强度纳米复合陶瓷材料，因此，具有高硬度和高强度的性能，但是其断裂性能一般，脆性加大，作为刀具材料，不能长期使用；

但现有的纳米陶瓷原材料单依靠破碎刀片进行破碎，但刀片在与硬度较高的陶瓷原料接触时，刀片容易破碎，导致生产耗材，生产成本的增加，的同时刀片产生的碎片进入原料内后容易导致纳米陶瓷成品合格率降低，因此需要对纳米陶瓷材料生产设备进行改进。

发明内容

本发明旨在于解决现有技术中刀片在与硬度较高的陶瓷原料接触时，刀片容易破碎，导致成本增加、合格滤降低的技术问题。

本发明的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备，所述研磨机包括研磨台以及设在研磨台表面的研磨筒，所述研磨筒内布设有粉碎腔，所述研磨台最上端外侧布设有驱动电机，所述驱动电机下端设置有减速机，所述减速机设置在研磨台内部，所述减速机下端动力输出端连接有驱动转杆，所述驱动转杆下端外侧套设有外套杆，所述外套杆外侧设置有连接杆，所述连接杆外端外侧安装有粉碎球，所述粉碎球外侧设置有破碎槽，所述粉碎腔内部下端设置有粉碎槽，所述粉碎腔底部相对粉碎槽外侧安装有滤网板，所述滤网板为环状设置，所述粉碎腔内部对应滤网板的下端开设有下料口，所述粉碎腔内壁上设置有斜板，所述外套杆上端外侧固定连接有顶杆，所述外套杆中端内部安装有气囊，所述外套杆内部对应气囊的下端设置有喷气口，所述外套杆外侧还设置有安装板，所述安装板在外套杆上对称设置有两个，所述两个安装板内侧活动安装有转杆，所述转杆一端设置有进入安装板内部的轴体，所述转杆远离安装板的一端固定连接有刮板，所述研磨筒内部对应粉碎腔的下端安装有研磨板，所述研磨筒内部下端中部安装有搅拌杆，所述搅拌杆外侧对应研磨板上固定安装有转盘，所述研磨筒内部相对研磨板的外侧设置有挡板，所述挡板为环形设置，所述研磨筒外侧设置有加料管。

进一步的，所述驱动转杆外侧设置有纵向滑槽，所述外套杆内侧设置有进入其滑槽内部的滑块。

进一步的，所述连接杆一端穿入粉碎球内部，所述连接杆穿入粉碎球内部的一端外侧设置有环状凸缘。

进一步的，所述粉碎槽在粉碎腔底部为环状设置，所述破碎槽沿粉碎球外侧环形设置一周。

进一步的，所述滤网板在粉碎腔内部切面为倾斜状设置，所述斜板为三角形弧板设置。

进一步的，所述斜板与粉碎腔内壁弧面相贴合，所述顶杆为直角弯折状设置，所述顶杆下端延伸至粉碎腔底部边缘处。

进一步的，所述喷气口在外套杆内部圆周开设有多个。

进一步的，所述转杆下侧与外套杆外侧之间设置有弹簧，所述刮板下端为弧形设置。

进一步的，所述外套杆外侧对应转杆的上端安装有顶块，所述顶块一端穿入外套杆内部，并且为倾斜弧形设置，所述转杆上端对应顶块的一侧设置有凸块。

进一步的，所述转盘与研磨板之间具有一定间隙，所述转盘内部开设均匀开设有通孔。

进一步的，所述挡板下端设置有滤网层，所述研磨筒内部对应挡板的外侧设置有下料道。

一种纳米陶瓷材料的连续性生产方法，其步骤在于；

第一步，将陶瓷原料组分从上端放入研磨筒内部，陶瓷原料组包括碳化硅、硅藻土、改性纳米氧化锌、Nb2O3、份改性纳米氧化锆、其中烧结助剂在外部箱体内储存，通过加料管与研磨筒相连接；

第二步，利用外套杆带动粉碎球在粉碎腔内旋转滚动，将陶瓷原料进行碾压粉碎；

第三步，利用斜板，使顶杆带动粉碎球向上移动，能对陶瓷原料进行碰撞粉碎；

第四步，通过转盘将粉碎后的陶瓷原料引导到研磨板上，从而研磨陶瓷原料得到更细小的粉末；

第五步，当陶瓷原料移动到搅拌杆外侧，并将外部存储的烧结助剂引导进入内部进行混合搅拌；

第六步，将混合物排出研磨筒内后再放入模具，进行高温煅烧，高温煅烧、冷却，煅烧结束后，待冷却至室温，取出，即可得到纳米陶瓷材料；

有益效果：

一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法具有以下有益效果:

1.通过外套杆外侧设置有连接杆，连接杆相对驱动转杆外侧为垂直状设置，连接杆外端外侧安装有粉碎球，连接杆一端穿入粉碎球内部，连接杆穿入粉碎球内部的一端外侧设置有环状凸缘，粉碎球外侧设置有破碎槽，破碎槽沿粉碎球外侧环形设置一周，粉碎腔内部下端设置有粉碎槽，粉碎槽在粉碎腔底部为环状设置，则当驱动转杆被驱动电机带动旋转后，能带动外套杆转动，进而利用连接杆带动粉碎球在粉碎槽内移动，利用粉碎球自身重量碾压破碎原材料，其中通过设置有破碎槽，则能通过其上棱角，加大与原材料接触时传递的作用力，提高材料的粉碎效果；

2.通过粉碎腔底部相对粉碎槽外侧安装有滤网板，滤网板为环状设置，粉碎腔内部对应滤网板的下端开设有下料口，滤网板在粉碎腔内部切面为倾斜状设置，粉碎腔内壁上设置有斜板，斜板为三角形弧板设置，斜板与粉碎腔内壁弧面相贴合，外套杆上端外侧固定连接有顶杆，顶杆为直角弯折状设置，顶杆下端延伸至粉碎腔底部边缘处，则当外套杆进行转动时，能让顶杆一起转动，当顶杆与斜板接触时，就能沿其上端斜面，带动外套杆向上移动，从而将粉碎球一同抬起，而当顶杆离开斜板后，就能让粉碎球在重力下向下掉落撞击原材料，进一步提高粉碎的效果，其中通过，外套杆中端内部安装有气囊，外套杆内部对应气囊的下端设置有喷气口，喷气口在外套杆内部圆周开设有多个，使得当外套杆向上移动时，能利驱动转杆对气囊进行挤压，让其利用喷气口相粉碎槽内吹气流，使得被完成粉碎的小颗粒原材料能被吹动后移动到滤网板上，随后向下掉落；

3.研磨筒内部对应粉碎腔的下端安装有研磨板，研磨筒内部下端中部安装有搅拌杆，搅拌杆外侧对应研磨板上固定安装有转盘，转盘与研磨板之间具有一定间隙，转盘内部开设均匀开设有通孔，则当破碎后的原材料掉落到转盘上端后，能进入而其与研磨板之间的间隙中，进行进一步的研磨，其中通过研磨筒内部相对研磨板的外侧设置有挡板，挡板为环形设置，且挡板下端设置有滤网层，研磨筒内部对应挡板的外侧设置有下料道，使得研磨到合格的标准后能穿过挡板继续向下掉落，通过研磨筒内部下端设置有搅拌腔，研磨筒外侧设置有加料管，则就能将外部存储的结助剂引入内部与原材料进行混合搅拌。

附图说明：

图1为本发明的整体外部示意图。

图2为本发明的研磨机内部剖视示意图。

图3为本发明的图2中A处放大示意图。

图4为本发明的图2中B处放大示意图。

图5为本发明的研磨腔俯视图。

图6为本发明的刮板立体图。

图7为本发明的斜板立体图。

图1-7中：1-研磨台、2-研磨筒、3-驱动电机、4-驱动转杆、5-外套杆、6-加料管、7-粉碎腔、8-顶杆、9-粉碎球、10-挡板、11-转盘、12-研磨板、13-连接杆、14-斜板、15-滤网板、16-下料口、17-粉碎槽、18-气囊、19-喷气口、20-安装板、21-转杆、22-凸块、23-顶块、24-刮板、25-搅拌杆。

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。

参照图1-7，一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法分解结构示意图以及平面结构示意图

一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备，研磨机包括研磨台1以及设在研磨台1表面的研磨筒2，研磨筒2内布设有粉碎腔7，粉碎腔7设置在研磨筒2内部的最上端；

在具体实施中，研磨台1最上端外侧布设有驱动电机3，驱动电机3下端设置有减速机，减速机设置在研磨台1内部，减速机下端动力输出端连接有驱动转杆4，驱动转杆4下端延伸进入粉碎腔7内部；

在具体实施中，粉碎腔7内部布设有粉碎组件，于对加至粉碎腔7内的陶瓷原料组分进行粉碎处理；

在具体实施中，驱动转杆4下端外侧套设有外套杆5，驱动转杆4外侧设置有纵向滑槽，外套杆5内侧设置有进入其滑槽内部的滑块，外套杆5外侧设置有连接杆13，连接杆13相对驱动转杆4外侧为垂直状设置，连接杆13外端外侧安装有粉碎球9，连接杆13一端穿入粉碎球9内部，连接杆13穿入粉碎球9内部的一端外侧设置有环状凸缘；

在具体实施中，粉碎球9外侧设置有破碎槽，破碎槽沿粉碎球9外侧环形设置一周，粉碎腔7内部下端设置有粉碎槽17，粉碎槽17在粉碎腔7底部为环状设置；

在具体实施中，粉碎腔7底部相对粉碎槽17外侧安装有滤网板15，滤网板15为环状设置，粉碎腔7内部对应滤网板15的下端开设有下料口16，滤网板15在粉碎腔7内部切面为倾斜状设置；

在具体实施中，粉碎腔7内壁上设置有斜板14，斜板14为三角形弧板设置，斜板14与粉碎腔7内壁弧面相贴合，外套杆5上端外侧固定连接有顶杆8，顶杆8为直角弯折状设置，顶杆8下端延伸至粉碎腔7底部边缘处；

在具体实施中，外套杆5中端内部安装有气囊18，外套杆5内部对应气囊18的下端设置有喷气口19，喷气口19在外套杆5内部圆周开设有多个；

在具体实施中，外套杆5外侧还设置有安装板20，安装板20在外套杆5上对称设置有两个，两个安装板20内侧活动安装有转杆21，转杆21一端设置有进入安装板20内部的轴体，转杆21下侧与外套杆5外侧之间设置有弹簧，转杆21远离安装板20的一端固定连接有刮板24，刮板24下端为弧形设置；

在具体实施中，外套杆5外侧对应转杆21的上端安装有顶块23，顶块23一端穿入外套杆5内部，并且为倾斜弧形设置，转杆21上端对应顶块23的一侧设置有凸块22；

在具体实施中，研磨筒2内部对应粉碎腔7的下端安装有研磨板12，研磨筒2内部下端中部安装有搅拌杆25，外套杆5下端套设在搅拌杆25上端外侧，搅拌杆25上端外侧开设有纵向滑槽，外套杆5下端设置有进入其滑槽内部的滑块；

在具体实施中，搅拌杆25外侧对应研磨板12上固定安装有转盘11，转盘11与研磨板12之间具有一定间隙，转盘11内部开设均匀开设有通孔；

在具体实施中，研磨筒2内部相对研磨板12的外侧设置有挡板10，挡板10为环形设置，且挡板10下端设置有滤网层，研磨筒2内部对应挡板10的外侧设置有下料道；

在具体实施中，研磨筒2内部下端设置有搅拌腔，研磨筒2外侧设置有加料管6。

一种纳米陶瓷材料的连续性生产方法，其步骤在于；

第一步，将陶瓷原料组分从上端放入研磨筒2内部，陶瓷原料组包括碳化硅、硅藻土、改性纳米氧化锌、Nb2O3、份改性纳米氧化锆、其中烧结助剂在外部箱体内储存，通过加料管6与研磨筒2相连接；

第二步，利用外套杆5带动粉碎球9在粉碎腔7内旋转滚动，将陶瓷原料进行碾压粉碎；

第三步，利用斜板14，使顶杆8带动粉碎球9向上移动，能对陶瓷原料进行碰撞粉碎；

第四步，通过转盘11将粉碎后的陶瓷原料引导到研磨板12上，从而研磨陶瓷原料得到更细小的粉末；

第五步，当陶瓷原料移动到搅拌杆25外侧，并将外部存储的烧结助剂引导进入内部进行混合搅拌；

第六步，将混合物排出研磨筒2内后再放入模具，进行高温煅烧，高温煅烧、冷却，煅烧结束后，待冷却至室温，取出，即可得到纳米陶瓷材料；

工作原理：

通过驱动转杆4下端外侧套设有外套杆5，驱动转杆4外侧设置有纵向滑槽，外套杆5内侧设置有进入其滑槽内部的滑块，外套杆5外侧设置有连接杆13，连接杆13相对驱动转杆4外侧为垂直状设置，连接杆13外端外侧安装有粉碎球9，连接杆13一端穿入粉碎球9内部，连接杆13穿入粉碎球9内部的一端外侧设置有环状凸缘，粉碎球9外侧设置有破碎槽，破碎槽沿粉碎球9外侧环形设置一周，粉碎腔7内部下端设置有粉碎槽17，粉碎槽17在粉碎腔7底部为环状设置，则当驱动转杆4被驱动电机3带动旋转后，能带动外套杆5转动，进而利用连接杆13带动粉碎球9在粉碎槽17内移动，利用粉碎球9自身重量碾压破碎原材料，其中通过设置有破碎槽，则能通过其上棱角，加大与原材料接触时传递的作用力，提高材料的粉碎效果，之后通过粉碎腔7底部相对粉碎槽17外侧安装有滤网板15，滤网板15为环状设置，粉碎腔7内部对应滤网板15的下端开设有下料口16，滤网板15在粉碎腔7内部切面为倾斜状设置，粉碎腔7内壁上设置有斜板14，斜板14为三角形弧板设置，斜板14与粉碎腔7内壁弧面相贴合，外套杆5上端外侧固定连接有顶杆8，顶杆8为直角弯折状设置，顶杆8下端延伸至粉碎腔7底部边缘处，则当外套杆5进行转动时，能让顶杆8一起转动，当顶杆8与斜板14接触时，就能沿其上端斜面，带动外套杆5向上移动，从而将粉碎球9一同抬起，而当顶杆8离开斜板14后，就能让粉碎球9在重力下向下掉落撞击原材料，进一步提高粉碎的效果，其中通过，外套杆5中端内部安装有气囊18，外套杆5内部对应气囊18的下端设置有喷气口19，喷气口19在外套杆5内部圆周开设有多个，使得当外套杆5向上移动时，能利驱动转杆4对气囊18进行挤压，让其利用喷气口19相粉碎槽17内吹气流，使得被完成粉碎的小颗粒原材料能被吹动后移动到滤网板15上，随后向下掉落，接着通过外套杆5外侧还设置有安装板20，安装板20在外套杆5上对称设置有两个，两个安装板20内侧活动安装有转杆21，转杆21一端设置有进入安装板20内部的轴体，转杆21下侧与外套杆5外侧之间设置有弹簧，转杆21远离安装板20的一端固定连接有刮板24，刮板24下端为弧形设置，外套杆5外侧对应转杆21的上端安装有顶块23，顶块23一端穿入外套杆5内部，并且为倾斜弧形设置，转杆21上端对应顶块23的一侧设置有凸块22，则当外套杆5向上移动时，能让驱动转杆4底部与顶块23上斜面接触，从而驱使顶块23向外移动驱使转杆21向下转动，将刮板24的弧面进入粉碎槽17内，在外套杆5的后续转动中，就能将对粉碎槽17内的原材料刮动，使其聚集在一处，则当粉碎球9掉落时，就能一次碰撞粉碎较多的原材料，最后研磨筒2内部对应粉碎腔7的下端安装有研磨板12，研磨筒2内部下端中部安装有搅拌杆25，外套杆5下端套设在搅拌杆25上端外侧，搅拌杆25上端外侧开设有纵向滑槽，外套杆5下端设置有进入其滑槽内部的滑块，搅拌杆25外侧对应研磨板12上固定安装有转盘11，转盘11与研磨板12之间具有一定间隙，转盘11内部开设均匀开设有通孔，则当破碎后的原材料掉落到转盘11上端后，能进入而其与研磨板12之间的间隙中，进行进一步的研磨，其中通过研磨筒2内部相对研磨板12的外侧设置有挡板10，挡板10为环形设置，且挡板10下端设置有滤网层，研磨筒2内部对应挡板10的外侧设置有下料道，使得研磨到合格的标准后能穿过挡板10继续向下掉落，通过研磨筒2内部下端设置有搅拌腔，研磨筒2外侧设置有加料管6，则就能将外部存储的结助剂引入内部与原材料进行混合搅拌。

Claims (9)

1.一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，包括研磨机，其特征在于；所述研磨机包括研磨台（1）以及设在研磨台（1）表面的研磨筒（2），所述研磨筒（2）内布设有粉碎腔（7），所述研磨台（1）最上端外侧布设有驱动电机（3），所述驱动电机（3）下端设置有减速机，所述减速机设置在研磨台（1）内部，所述减速机下端动力输出端连接有驱动转杆（4），所述驱动转杆（4）下端外侧套设有外套杆（5），所述外套杆（5）外侧设置有连接杆（13），所述连接杆（13）外端外侧安装有粉碎球（9），所述粉碎腔（7）内部下端设置有粉碎槽（17），所述粉碎腔（7）底部相对粉碎槽（17）外侧安装有滤网板（15），所述滤网板（15）为环状设置，所述粉碎腔（7）内部对应滤网板（15）的下端开设有下料口（16），所述粉碎腔（7）内壁上设置有斜板（14），所述外套杆（5）上端外侧固定连接有顶杆（8），所述研磨筒（2）内部对应粉碎腔（7）的下端安装有研磨板（12），所述研磨筒（2）内部下端中部安装有搅拌杆（25），所述搅拌杆（25）外侧对应研磨板（12）上固定安装有转盘（11），所述研磨筒（2）外侧设置有加料管（6）。

2.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述粉碎球（9）外侧设置有破碎槽，所述粉碎槽（17）在粉碎腔（7）底部为环状设置，所述破碎槽沿粉碎球（9）外侧环形设置一周。

3.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述外套杆（5）中端内部安装有气囊（18），所述外套杆（5）内部对应气囊（18）的下端设置有喷气口（19）。

4.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述外套杆（5）外侧还设置有安装板（20），所述安装板（20）内侧活动安装有转杆（21），所述转杆（21）一端设置有进入安装板（20）内部的轴体，所述转杆（21）远离安装板（20）的一端固定连接有刮板（24）。

5.如权利要求5所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述滤网板（15）在粉碎腔（7）内部切面为倾斜状设置，所述斜板（14）为三角形弧板设置。

6.如权利要求4所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述外套杆（5）外侧对应转杆（21）的上端安装有顶块（23），所述顶块（23）一端穿入外套杆（5）内部，所述转杆（21）上端对应顶块（23）的一侧设置有凸块（22）。

7.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述研磨筒（2）内部相对研磨板（12）的外侧设置有挡板（10），所述挡板（10）为环形设置，所述挡板（10）下端设置有滤网层。

8.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷材料的连续性生产设备及生产方法，其特征在于，所述转盘（11）与研磨板（12）之间具有一定间隙，所述转盘（11）内部开设开设有通孔。

9.一种纳米陶瓷材料的连续性生产方法，其步骤在于；

第一步，将陶瓷原料组分从上端放入研磨筒（2）内部，陶瓷原料组包括碳化硅、硅藻土、改性纳米氧化锌、Nb2O3、份改性纳米氧化锆、其中烧结助剂在外部箱体内储存，通过加料管（6）与研磨筒（2）相连接；

第二步，利用外套杆（5）带动粉碎球（9）在粉碎腔（7）内旋转滚动，将陶瓷原料进行碾压粉碎；

第三步，利用斜板（14），使顶杆（8）带动粉碎球（9）向上移动，能对陶瓷原料进行碰撞粉碎；

第四步，通过转盘（11）将粉碎后的陶瓷原料引导到研磨板（12）上，从而研磨陶瓷原料得到更细小的粉末；

第五步，当陶瓷原料移动到搅拌杆（25）外侧，并将外部存储的烧结助剂引导进入内部进行混合搅拌；

第六步，将混合物排出研磨筒（2）内后再放入模具，进行高温煅烧，高温煅烧、冷却，煅烧结束后，待冷却至室温，取出，即可得到纳米陶瓷材料。