一种耐高温部件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，更具体地说是一种耐高温部件用陶瓷材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材 料。它具有尚恪点、尚硬度、尚耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶 瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
[0003] 目前耐高温部件用陶瓷材料多用金属陶瓷材料，而常用的金属陶瓷材料主要集中 在碳化硼上，其主要成分是碳化硼和一定的粘结相金属（镍、钼等）组成。碳化硼在硬度、 韧性和抗弯强度等方面都具有比较好的性能，但是由于钨本身密度很高，碳化硼材料的密 度一直是局限其应用的重要阻碍。而且钨的资源有限，价格较高，大量采用碳化硼会使产品 的成本较高，不利于市场竞争和资源节约。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种全新的耐高温部件用陶瓷材 料及其制备方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种耐高温部件用陶瓷材料，由以下重量份原料制成：硼化锆20-30、硼化钛60-80、电 熔镁砂4-6、焦宝石2-3、蓝晶石5-7、焦炭粉2-3、岩棉粉1-2、硅酸铝纤维2-3、三氧化二锑 1-3、二苯基甲烷二异氰酸酯3-5、二氧化锰0. 5-1、硅酸三钙1-2、乙醇适量、添加剂5-7 ; 所述添加剂由以下重量份原料制成：碳化硼10-12、三聚磷酸二氢铝8-10、氮化硅6-8、 玄武岩10-14、海砂8-11、硬脂酸镁0. 4-0. 8、正硅酸乙酯2-3、碳纳米管0. 6-0. 8、正己醇 6-8、月桂酰胺丙基甜菜碱0.5-1 ;制备方法为：将碳化硼、玄武岩、蓝晶石在800-1000°C下 煅烧2-3小时，取出后和三聚磷酸二氢铝、氮化硅混合磨粉，将硬脂酸镁、正硅酸乙酯、碳纳 米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜碱混合，在50-60°C下处理20-30分钟后加入上述磨制的 混合粉，将温度调至30-40°C后处理50-60分钟，取出后研磨过200-300目筛即可。
[0006] -种耐高温部件用陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硼化锆、硼化钛、电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、三氧化二锑、硅酸三钙、硅酸铝纤维 混合后在920-970°C下煅烧1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨 时间为5_12h，得混合粉备用； (2) 将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氧化锰、乙醇混合，在30-40°C下处理40-50分钟后加 入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度边搅拌边 加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130-160MPa，压制用 时为5-8h即得。
[0007] 本发明的优点在于： 本发明的陶瓷材料以硼化锆、硼化钛为主要成分，并添加有电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、 硅酸铝纤维等原料，使制得的陶瓷材料强度高，耐高温性能好，成分三氧化二锑具有阻燃的 作用，添加剂中的月桂酰胺丙基甜菜碱成份具有和杀菌的作用，本陶瓷材料整体性能好，适 用于各种耐高温部件的制作。
【具体实施方式】
[0008] 实施例1 一种耐高温部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化锆20、硼化钛60、电熔镁 砂4、焦宝石2、蓝晶石5、焦炭粉2、岩棉粉1、硅酸铝纤维2、三氧化二锑1、二苯基甲烷二异 氰酸酯3、二氧化锰0. 5、硅酸三钙1、乙醇适量、添加剂5 ; 所述添加剂由以下重量（kg)原料制成：碳化硼10、三聚磷酸二氢铝8、氮化硅6、玄武 岩10、海砂8、硬脂酸镁0. 4、正硅酸乙酯2、碳纳米管0. 6、正己醇6、月桂酰胺丙基甜菜碱 〇. 5 ;制备方法为：将碳化硼、玄武岩、蓝晶石在800°C下煅烧2小时，取出后和三聚磷酸二氢 铝、氮化硅混合磨粉，将硬脂酸镁、正硅酸乙酯、碳纳米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜碱混 合，在50°C下处理20分钟后加入上述磨制的混合粉，将温度调至30°C后处理50分钟，取出 后研磨过200目筛即可。
[0009] -种耐高温部件用陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硼化锆、硼化钛、电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、三氧化二锑、硅酸三钙、硅酸铝纤维 混合后在920°C下煅烧1小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为 5h，得混合粉备用； (2) 将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氧化锰、乙醇混合，在30°C下处理40分钟后加入步骤 (1)的混合粉，调制成浆后继续处理20分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、添加剂以及其他剩余成份混合，以:TC /min的速度边搅拌边加 热，加热至50°C时保温20分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130MPa，压制用时为 5h即得。
[0010] 实施例2 一种耐高温部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化锆25、硼化钛70、电熔镁 砂5、焦宝石2、蓝晶石6、焦炭粉2、岩棉粉1、硅酸铝纤维3、三氧化二锑2、二苯基甲烷二异 氰酸酯4、二氧化锰0. 7、硅酸三钙1、乙醇适量、添加剂6 ; 所述添加剂由以下重量（kg)原料制成：碳化硼11、三聚磷酸二氢铝9、氮化硅7、玄武 岩12、海砂9、硬脂酸镁0. 6、正硅酸乙酯2、碳纳米管0. 7、正己醇7、月桂酰胺丙基甜菜碱 〇. 8 ;制备方法为：将碳化硼、玄武岩、蓝晶石在900°C下煅烧2小时，取出后和三聚磷酸二氢 铝、氮化硅混合磨粉，将硬脂酸镁、正硅酸乙酯、碳纳米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜碱混 合，在55°C下处理25分钟后加入上述磨制的混合粉，将温度调至35°C后处理55分钟，取出 后研磨过250目筛即可。
[0011] -种耐高温部件用陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硼化锆、硼化钛、电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、三氧化二锑、硅酸三钙、硅酸铝纤维 混合后在950°C下煅烧1. 5小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间 为8h，得混合粉备用； (2) 将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氧化锰、乙醇混合，在35°C下处理45分钟后加入步骤 (1)的混合粉，调制成浆后继续处理25分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、添加剂以及其他剩余成份混合，以4°C /min的速度边搅拌边加 热，加热至60°C时保温25分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为140MPa，压制用时为 7h即得。
[0012] 实施例3 一种耐高温部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化锆30、硼化钛80、电熔镁 砂6、焦宝石3、蓝晶石7、焦炭粉3、岩棉粉2、硅酸铝纤维3、三氧化二锑3、二苯基甲烷二异 氰酸酯5、二氧化锰1、硅酸三钙2、乙醇适量、添加剂7 ; 所述添加剂由以下重量（kg)原料制成：碳化硼12、三聚磷酸二氢铝10、氮化硅8、玄武 岩14、海砂11、硬脂酸镁0. 8、正硅酸乙酯3、碳纳米管0. 8、正己醇8、月桂酰胺丙基甜菜碱 1 ;制备方法为：将碳化硼、玄武岩、蓝晶石在l〇〇〇°C下煅烧3小时，取出后和三聚磷酸二氢 铝、氮化硅混合磨粉，将硬脂酸镁、正硅酸乙酯、碳纳米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜碱混 合，在60°C下处理30分钟后加入上述磨制的混合粉，将温度调至40°C后处理60分钟，取出 后研磨过300目筛即可。
[0013] -种耐高温部件用陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将硼化锆、硼化钛、电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、三氧化二锑、硅酸三钙、硅酸铝纤维 混合后在970°C下煅烧2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨时间为 12h，得混合粉备用； (2) 将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氧化锰、乙醇混合，在40°C下处理50分钟后加入步骤 (1)的混合粉，调制成浆后继续处理30分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、添加剂以及其他剩余成份混合，以5°C /min的速度边搅拌边加 热，加热至70°C时保温30分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为160MPa，压制用时为 8h即得。
[0014] 上述实施例1-3制得的陶瓷材料的主要性能检测结果如下表所示： 表1实施例1-3制得的陶瓷材料的主要性能检测结果
【主权项】
1. 一种耐高温部件用陶瓷材料，其特征在于：由以下重量份原料制成：硼化锆20-30、 硼化钛60-80、电熔镁砂4-6、焦宝石2-3、蓝晶石5-7、焦炭粉2-3、岩棉粉1-2、硅酸铝纤维 2-3、三氧化二锑1-3、二苯基甲烷二异氰酸酯3-5、二氧化锰0. 5-1、硅酸三钙1-2、乙醇适 量、添加剂5-7 ; 所述添加剂由以下重量份原料制成：碳化硼10-12、三聚磷酸二氢铝8-10、氮化硅6-8、 玄武岩10-14、海砂8-11、硬脂酸镁0. 4-0. 8、正硅酸乙酯2-3、碳纳米管0. 6-0. 8、正己醇 6-8、月桂酰胺丙基甜菜碱0.5-1 ;制备方法为：将碳化硼、玄武岩、蓝晶石在800-1000°C下 煅烧2-3小时，取出后和三聚磷酸二氢铝、氮化硅混合磨粉，将硬脂酸镁、正硅酸乙酯、碳纳 米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜碱混合，在50-60°C下处理20-30分钟后加入上述磨制的 混合粉，将温度调至30-40°C后处理50-60分钟，取出后研磨过200-300目筛即可。2. 根据权利要求1所述的一种耐高温部件用陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以 下步骤： (1) 将硼化锆、硼化钛、电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、三氧化二锑、硅酸三钙、硅酸铝纤维 混合后在920-970°C下煅烧1-2小时，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，进行球磨，球磨 时间为5_12h，得混合粉备用； (2) 将二苯基甲烷二异氰酸酯、二氧化锰、乙醇混合，在30-40°C下处理40-50分钟后加 入步骤（1)的混合粉，调制成浆后继续处理20-30分钟； (3) 将步骤（2)的浆液、添加剂以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度边搅拌边 加热，加热至50-70°C时保温20-30分钟，干燥后球磨； (4) 将步骤（3)中球磨后的原料在压制模具中压制，压制时压强为130-160MPa，压制用 时为5-8h即得。
【专利摘要】本发明公开了一种耐高温部件用陶瓷材料及其制备方法，其主要由以下重量份的原料制成：硼化锆20-30、硼化钛60-80、电熔镁砂4-6、焦宝石2-3、蓝晶石5-7、焦炭粉2-3、岩棉粉1-2、硅酸铝纤维2-3、三氧化二锑1-3、二苯基甲烷二异氰酸酯3-5、二氧化锰0.5-1、硅酸三钙1-2、乙醇适量、添加剂5-7。本发明的陶瓷材料以硼化锆、硼化钛为主要成分，并添加有电熔镁砂、焦宝石、蓝晶石、硅酸铝纤维等原料，使制得的陶瓷材料强度高，耐高温性能好，成分三氧化二锑具有阻燃的作用，添加剂中的月桂酰胺丙基甜菜碱成份具有和杀菌的作用，本陶瓷材料整体性能好，适用于各种耐高温部件的制作。
【IPC分类】C04B35/58, C04B35/63
【公开号】CN105152654
【申请号】CN201510481606
【发明人】张焕明
【申请人】佛山蓝途科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月3日