一种耐高温陶瓷制备的方法与流程

文档序号:12053767阅读:260来源:国知局

本发明涉及一种陶瓷材料,具体是一种耐高温陶瓷制备的方法。



背景技术:

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。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。但是现有的特种陶瓷的耐热温度较低,生产工艺较复杂,增加了生产成本;而且产品的强度较低,不能满足使用要求。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐高温陶瓷制备的方法,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:

一种耐高温陶瓷,包括以下重量份数的组分组成:锆英石20-25份、硼化锆18-20份、柏油15-20份、焦宝石12-15份、紫砂泥10-15份、氧化铝10-15份、水玻璃5-10份、氧化铈2-5份、纳米级氧化钼2-5份、石墨烯2-5份,去离子水适量。

作为本发明进一步的方案:包括以下重量份数的组分组成:锆英石22份、硼化锆19份、柏油17份、焦宝石13份、紫砂泥12份、氧化铝12份、水玻璃7份、氧化铈3份、纳米级氧化钼4份、石墨烯5份,去离子水适量。

一种耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤为:(1)将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.5-1h,烧蚀温度550-600℃;(2)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过70-80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1500-2000rpm高速球磨0.5-1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;(3)将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.2-1.5h,烧蚀温度450-500℃;(4)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80-90目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,1500-2000rpm高速球磨0.5-1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;(5)将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,加入纳米级氧化钼,6000-6500rpm高速球磨10-20min,得复合超细粉;(6)采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌10-15min;(7)将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为320-350MPa;(8)将上步所得物在常压高温1500-1800℃预烧3-4h,然后在2300-2500℃下烧结7.5-8.5h,即得成品。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤(1)将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.6h,烧蚀温度580℃。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤(2)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1600rpm高速球磨0.8h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤(3)将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.3h,烧蚀温度480℃。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤(4)将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过85目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,1700rpm高速球磨0.7h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ。

作为本发明再进一步的方案:所述步骤(8)将上步所得物在常压高温1600℃预烧3.5h,然后在2400℃下烧结8h,即得成品。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

该耐高温陶瓷制备的方法设计合理,采用先粉碎原料再球磨获得超细粉的工艺,保证了粉体的尺寸;加入柏油和纳米级氧化钼可以大大提高耐热温度,使得耐热温度超过4000℃;而具有高温耐热时间长,抗弯强度好的优点,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。

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

称取锆英石20份、硼化锆18份、柏油15份、焦宝石12份、紫砂泥10份、氧化铝10份、水玻璃5份、氧化铈2份、纳米级氧化钼2份、石墨烯2份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.5h,烧蚀温度550℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过70目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1500rpm高速球磨0.5h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.2h,烧蚀温度450℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,1500rpm高速球磨0.5h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,加入纳米级氧化钼,6000rpm高速球磨10min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌10min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为320MPa;将上步所得物在常压高温1500℃预烧3h,然后在2300℃下烧结7.5h,即得成品。

实施例2

称取锆英石25份、硼化锆20份、柏油20份、焦宝石15份、紫砂泥15份、氧化铝15份、水玻璃10份、氧化铈5份、纳米级氧化钼5份、石墨烯5份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀1h,烧蚀温度600℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,2000rpm高速球磨1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.5h,烧蚀温度500℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过90目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,2000rpm高速球磨1h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,加入纳米级氧化钼,6500rpm高速球磨20min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌15min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为350MPa;将上步所得物在常压高温1800℃预烧4h,然后在2500℃下烧结8.5h,即得成品。

实施例3

称取锆英石22份、硼化锆19份、柏油17份、焦宝石13份、紫砂泥12份、氧化铝12份、水玻璃7份、氧化铈3份、纳米级氧化钼4份、石墨烯5份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.6h,烧蚀温度580℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1600rpm高速球磨0.8h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.3h,烧蚀温度480℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过85目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,1700rpm高速球磨0.7h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,加入纳米级氧化钼,6300rpm高速球磨15min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌13min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为340MPa;将上步所得物在常压高温1600℃预烧3.5h,然后在2400℃下烧结8h,即得成品。

对比例1

称取锆英石22份、硼化锆19份、焦宝石13份、紫砂泥12份、氧化铝12份、水玻璃7份、氧化铈3份、石墨烯5份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.6h,烧蚀温度580℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1600rpm高速球磨0.8h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.3h,烧蚀温度480℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过85目筛,然后放入球磨机中,在1700rpm高速球磨0.7h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,在6300rpm高速球磨15min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌13min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为340MPa;将上步所得物在常压高温1600℃预烧3.5h,然后在2400℃下烧结8h,即得成品。

对比例2

称取锆英石22份、硼化锆19份、焦宝石13份、紫砂泥12份、氧化铝12份、水玻璃7份、氧化铈3份、纳米级氧化钼4份、石墨烯5份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.6h,烧蚀温度580℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1600rpm高速球磨0.8h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.3h,烧蚀温度480℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过85目筛,然后放入球磨机中,在1700rpm高速球磨0.7h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,加入纳米级氧化钼,6300rpm高速球磨15min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌13min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为340MPa;将上步所得物在常压高温1600℃预烧3.5h,然后在2400℃下烧结8h,即得成品。

对比例3

称取锆英石22份、硼化锆19份、柏油17份、焦宝石13份、紫砂泥12份、氧化铝12份、水玻璃7份、氧化铈3份、石墨烯5份,去离子水适量,备用;将锆英石、焦宝石、氧化铝放入煅烧炉中,烧蚀0.6h,烧蚀温度580℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过80目筛,然后放入球磨机中,加入石墨烯,1600rpm高速球磨0.8h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅰ;将硼化锆、紫砂泥、水玻璃和氧化铈放入煅烧炉中,烧蚀1.3h,烧蚀温度480℃;将上步所得物放入粉碎机内进行粉碎,过85目筛,然后放入球磨机中,加入柏油,1700rpm高速球磨0.7h,烘干,粉碎,得颗粒物Ⅱ;将颗粒物Ⅰ和颗粒物Ⅱ放入球磨机中,在6300rpm高速球磨15min,得复合超细粉;采用喷雾法向复合超细粉中加入适量去离子水,搅拌13min;将上步所得物采用干压工艺进行胚体成型,压力为340MPa;将上步所得物在常压高温1600℃预烧3.5h,然后在2400℃下烧结8h,即得成品。

对实施例1-3和对比例1-3进行性能测试,性能测试结果如下表:

该耐高温陶瓷制备的方法设计合理,采用先粉碎原料再球磨获得超细粉的工艺,保证了粉体的尺寸;加入柏油和纳米级氧化钼可以大大提高耐热温度,使得耐热温度超过4000℃;而具有高温耐热时间长,抗弯强度好的优点,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。

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。

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