一种喷嘴用陶瓷材料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种喷嘴用陶瓷材料及其制备方法，由以下成分组成：Al2O370～90重量份；SiO21～10重量份；BN纳米管5～20重量份；膨润土粉1～5重量份；粘结剂0.5～3重量份。以氧化铝作为陶瓷的主要成分，得到的陶瓷强度高、耐磨性较好，硬度较高、耐蚀性和绝缘性好。BN纳米管不仅具有一定的力学性能与热传导性能，同时其耐高温、抗氧化能力和自润滑性能较好。本发明以Al2O3、SiO2、BN纳米管和膨润土粉为原料，利用相互之间的协同作用，进一步提高该喷嘴用陶瓷材料的耐磨损性能。实验结果表明，本发明制备的喷嘴用陶瓷材料的耐磨损性能良好。
【专利说明】_种喷嘴用陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及陶瓷材料【技术领域】，尤其涉及一种喷嘴用陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 氧化铝陶瓷是以Al2O3为主要成分，含少量SiO 2的陶瓷。根据A1203含量不同，分 为75瓷，又称刚玉-莫来石瓷；95瓷、99瓷，又称刚玉瓷。一般来讲，Al 2O3含量愈高，玻璃 相愈少，气孔愈少，陶瓷的性能愈好，但工艺愈复杂，成本愈高。
[0003] 氧化铝陶瓷具有如下性质：其强度高，是普通陶瓷的2?6倍，抗拉强度可达 250MPa ;耐磨性好，硬度次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，居第5 ;耐高温性能好， 刚玉陶瓷可在1600°C下长期工作，在空气中的最高使用温度达1980°C;耐蚀性和绝缘性好； 脆性大，抗热振性差，不能承受环境温度的突然变化。
[0004] 现有技术中，申请号为201210318895. 4的中国专利文献报道了一种氮化钛-氧化 铝复相耐磨高温陶瓷材料的制备方法，以工业固体废弃物铝灰、金红石矿粉或金红石型钛 白粉为主要原料，以铝灰中的金属铝为还原剂，采用铝热还原氮化工艺制备了氮化钛-氧 化铝复合粉体，再利用得到的复相粉体制备氮化钛、氧化铝复相耐磨耐高温陶瓷，实现废铝 灰的循环再利用和环境保护。申请号为201210440410. 9的中国专利文献报道了一种氧化 铝陶瓷的制备方法，所述氧化铝陶瓷的成分为Si02、Mg0、ZrO 2，余量为Al2O3，其制备方法为： 将原料加工、氧化铝陶瓷的成形、生坯的干燥和素烧、烧结和后处理。但是上述现有技术报 道的氧化铝陶瓷的耐磨性能较差，不适用于制备喷嘴。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种喷嘴用陶瓷材料及其制备方法，该喷嘴用陶 瓷材料具有良好的耐磨性能。
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种喷嘴用陶瓷材料，由以下成分组成：
[0007]
【权利要求】
1. 一种喷嘴用陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成： Al2O3 70 ~ 90 重量份； SiO2 1~ 10重量份； BN纳米管 5 ~ 20重量份； 膨润土粉 1~5重量份； 粘结剂 0.5 ~ 3重量份。
2. 根据权利要求1所述的喷嘴用陶瓷材料，其特征在于，由以下成分组成： Al2O3 80 ~ 90 重量份； SiO2 3~8重量份； BN纳米管 10 ~ 15重量份； 膨润土粉 3 ~ 5重量份； 粘结剂 1~3重量份。
3. -种喷嘴用陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将70?90重量份A1203、1?10重量份Si02、5?20重量份BN纳米管、1?5重量份 膨润土粉和0. 5?3重量份粘结剂混合，注入球磨机内球磨处理10?20小时，烧结后得到 喷嘴用陶瓷材料。
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述SiO2进行预处理： ⑴、将SiOJI料经高温煅烧，去除原料中的易挥发的杂质，以及化学结合和物理吸附的 水分或气体有机物； ⑵、晶型转变：高温煅烧处理，将晶型为β-SiO2煅烧成晶型为a-SiO2，球磨α4102至 300目的细粉，再进行酸洗、烘干、磁选，得到99%的高纯硅粉； ⑶、硅粉纯化：步骤⑵中高纯硅粉再经1750°C的电弧炉熔融，得到纯度含量不少于 99. 99% 的高纯a-SiO2。
5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述BN纳米管按照以下方法进行处 理： 将BN纳米管在1400?1450°C下进行高温处理。
6. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述膨润土粉的粒径为50μπι? 150μm〇
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂由重量比为2?3 :1? 2 :30?35 :6的糊精、羧甲基纤维素、蒸馏水和阿拉伯树脂溶液构成，所述阿拉伯树脂溶液 的质量浓度为8?10%。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Al203为80?90重量份，SiO2 为3?8重量份，BN纳米管为10?15重量份，膨润土粉为3?5重量份，粘结剂为1?3 重量份。
9. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述球磨处理的时间为12?15小 时。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述烧结步骤具体为： 升温至430?470°C保温2?5小时，然后升温至560?620°C保温5?8小时。
【文档编号】C04B35/10GK104446389SQ201410676878
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】陈帆 申请人:柳州创宇科技有限公司