一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制作方法

文档序号:12394821阅读:235来源:国知局
本发明涉及一种陶瓷材料,具体是一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料。
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:陶瓷按用途可以分为日用陶瓷、艺术陶瓷、工业陶瓷等。其中,工业陶瓷又分为建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷、特种陶瓷等。其中,特种陶瓷制品主要用于各种现代工业和尖端科学技术,例如航天航空、核工业、新能源、国防军工等领域,而且在各领域都急需大量的新材料,特种陶瓷由于具有优良的耐热性能,介电性能,耐磨性能,隔热性能,压电性能,透光性能受到各国的广泛重视。特种陶瓷材料有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等多种类型。金属陶瓷是一种复合材料,由金属和陶瓷原料制成,兼有金属和陶瓷的某些优点,如前者具有较好的韧性和抗弯性,后者具有较好的耐高温、高强度和抗氧化性能等。但是现有的金属陶瓷材料耐磨性能较差,影响了使用效果;而且依然存在制备方法复杂、制备成本较高的缺点。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,以解决上述
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中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化铁5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。作为本发明进一步的方案:由以重量份数的原料组成:黏土15份、硅藻土7份、纳米级氧化铁7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干;(5)将上步所得物在200-300℃温度下预热15-30min,然后在500-700℃温度下烧结30-45min,最后在1500-1600℃温度下烧结30-50min,即得成品。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨3h后烘干,得混合物A。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干,得混合物B。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨35min后烘干。作为本发明再进一步的方案:所述步骤(5)将上步所得物在250℃温度下预热25min,然后在650℃温度下烧结40min,最后在1550℃温度下烧结40min,即得成品。与现有技术相比,本发明的有益效果是:该高性能耐磨复合金属陶瓷材料具有耐磨、耐高温性、抗弯强度高、韧性好的优点,大大增加了陶瓷的品质;而且制备工艺简单,降低了生产成本,能够满足使用需要,经济效益好;另外,该高性能耐磨复合金属陶瓷材料还具有透气性好、环境友好、节约能源的优点。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化铁5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干;(5)将上步所得物在200-300℃温度下预热15-30min,然后在500-700℃温度下烧结30-45min,最后在1500-1600℃温度下烧结30-50min,即得成品。实施例2一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化铁5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干;(5)将上步所得物在200-300℃温度下预热15-30min,然后在500-700℃温度下烧结30-45min,最后在1500-1600℃温度下烧结30-50min,即得成品。实施例3一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土15份、硅藻土7份、纳米级氧化铁7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨3h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨35min后烘干;(5)将上步所得物在250℃温度下预热25min,然后在650℃温度下烧结40min,最后在1550℃温度下烧结40min,即得成品。对比例1一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土15份、硅藻土7份、纳米级氧化铁7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨3h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍,通过球磨机湿法球磨35min后烘干;(5)将上步所得物在250℃温度下预热25min,然后在650℃温度下烧结40min,最后在1550℃温度下烧结40min,即得成品。对比例2一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料,由以重量份数的原料组成:黏土15份、硅藻土7份、纳米级氧化铁7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、去离子水95份。一种高性能耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法,具体步骤为:(1)将黏土、硅藻土、堇青石混合,经过球磨机湿法球磨3h后烘干,得混合物A;(2)将纳米级氧化铁、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合,经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干,得混合物B;(3)将混合物A、混合物B和去离子水混合,搅拌均匀,得混合液;(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维,通过球磨机湿法球磨35min后烘干;(5)将上步所得物在250℃温度下预热25min,然后在650℃温度下烧结40min,最后在1550℃温度下烧结40min,即得成品。对实施例1-3和对比例1-2进行性能测试,性能测试结果如表1:其中,对比例1中未添加氯化铒(III)六水合物,对比例2中未添加介孔钴酸镍。表1实施例1-3和对比例1-2制备的耐磨复合金属陶瓷材料的性能项目高温耐热温度/℃高温耐热时间/h抗弯强度/MPa韧性评价/KIC实施例138747656356实施例239557986516实施例341208456556对比例119982892012对比例220112502562该耐磨复合金属陶瓷材料通过添加氯化铒(III)六水合物和介孔钴酸镍产生了协同作用,可以有效提高该耐磨复合金属陶瓷材料的耐磨性能,且耐高温性能强,抗弯强度高,韧性更好,大大增加了;另外,该高性能耐磨复合金属陶瓷材料还具有透气性好、环境友好、节约能源的优点。上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明,但是本专利并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。当前第1页1 2 3 
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