稀土掺杂与纳米效应协同改性搪瓷涂层的制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合材料及其制备方法，具体涉及工业搪瓷复合材料及其制备方 法，属于复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 搪瓷是将无机玻璃质材料通过烙融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的 一种复合材料。搪瓷是主要应用于钢板、铸铁或铅制品表面，借W改善外观，保护金属表 面。搪瓷作为金属表面的防护涂层，在机械、冶金、建筑、电子、轻工、仪表等各个工业及国防 部口乃至农业和人们日常生活中金属表面改性技术都有着广泛的用途。因此，不断地研究 新的方法和技术提高搪瓷的综合性能，延长金属材料的使用寿命，拓宽应用领域具有理论 研究意义和实际应用价值。在一种现有技术方案中，选用现有的高硬度耐腐蚀搪瓷作为基 体搪瓷，搪瓷基体釉的成分有氧化锋，二氧化娃，氧化铅，氧化铁，氧化媒，硝酸钻，五氧化二 磯，氣化巧，测酸，碳酸钢，将混合均匀后的原料，放在70(TC下保温30minW除去原料中的 水份和气体，然后在1200~130(TC下烙制1.化，将融烙的釉料倒入冷水中浑碎，干燥后球 磨至200目，将制得的釉浆喷涂在处理后的基体钢板上，在95(TC下烧结5min。其具有高硬 度和良好的耐酸性，但是耐热性和热冲击强度不足。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，提供一种简单有效地提高搪瓷综合性能的方法，延长搪瓷制品 及工业设备使用寿命，拓宽搪瓷涂层的应用领域。纳米二氧化娃具有较高的化学活性，适量 引入的纳米二氧化娃会部分进入搪瓷釉的网络结构中，可W明显改善娃酸盐网络结构的完 整性，显著提高搪瓷涂层的耐酸化学稳定性。稀±氧化物的渗杂能提高搪瓷耐热急变性和 冲击强度，改善釉浆流变性能，降低搪瓷烧成温度，提高搪瓷表面光泽度，增强密着，减少冷 爆和鱼鱗产生。研究表明，稀±氧化物的加入对瓷釉的耐酸化学稳定性没有显著影响，通过 引入适当比例的纳米二氧化娃和稀±氧化物的混合组分，利用其互补及协同效应，可W显 著改善搪瓷的综合性能。
[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种工业搪瓷复合材料的制备方法，该方法包括 向搪瓷釉中W磨加的方式同时引入一定比例的纳米二氧化娃和稀±氧化物的混合物，并包 括W下步骤：
[0005]A)称料步骤，称量原料，混合均匀；
[0006] B)干燥步骤，将混合均匀的原料置于干燥箱中干燥1. 5小时，W除去原料中的水 分和气体；
[0007] C)高温烙制步骤，将干燥完毕的原料放入巧巧中，在高温下保温，直到拉丝无节 占. ;、、、?
[0008] D)浑火步骤，将烙化后的原料快速冷却至室温，得到浑碎后的烙块，然后干燥；
[0009]巧球磨制浆步骤，将干燥后的烙块球磨粉碎成粉，称量稀±氧化物和纳米级二氧 化娃的混合物作为磨加添加物，混合均匀后球磨至200目。
[0010] 根据本发明的一个进一步的方面，上述稀±氧化物是从氧化饰和氧化铜中选出的 至少一种。
【附图说明】
[0011] 图IA和IB显示了现有技术釉块搪瓷涂层的表面金相照片。
[0012] 图2A和2B显示了根据本发明的渗杂纳米二氧化娃和氧化饰后的搪瓷涂层表面金 相照片。
[001引图3A和3B分别显示了图IA-IB和图2A-2B的样品的搪瓷截面扫描电镜照片。
[0014] 图4是根据本发明的搪瓷涂层材料和现有技术的搪瓷涂层材料的X射线衍射谱 图。
【具体实施方式】
[0015] 根据本发明，提供了一种工业搪瓷复合材料的制备方法，该方法包括向搪瓷釉中 W磨加的方式同时引入一定比例的纳米二氧化娃和稀±氧化物（氧化饰或氧化铜）的混合 物，并包括W下步骤：
[001引 （1)称料；称量原料，混合均匀；
[0017] 似干燥：将混合均匀的原料置于700~80(TC的干燥箱中干燥1. 5小时化），W 除去原料中的水分和气体；
[0018] (3)高温烙制：将干燥完毕的原料放入巧巧中，在1200~130(TC下保温1.化，直 到拉丝无节点；
[0019] (4)浑火；将烙化后的原料立即投入冷水中，快速冷却至室温，得到浑碎后的烙 块，然后干燥；
[0020] (5)球磨制浆：将干燥后的烙块球磨粉碎成粉，称量稀±氧化物和纳米级二氧化 娃（分别为3~6%Wt, 1~4%Wt)的混合物作为磨加添加物，釉块和添加物的组成为： [00引]釉块；90~96%,
[0022] 稀±氧化物；3~6%，
[0023]纳米二氧化娃；1~4 %，
[0024] 混合均匀后球磨至200目；加入适量的酒精后密闭陈化24h;
[00巧](6)喷涂；用喷枪将釉浆均匀的喷涂在钢板上，并在IOOC下干燥1.化；
[002引 （7)烧制；将干燥后的钢板放马弗炉中，在900~95(TC下烧制5~7分钟（min)。
[0027]W下通过具体实施实例对本发明做出进一步说明
[0028] 该高性能搪瓷制备包括W下工艺步骤：
[002引 （1)称料，干燥：将搪瓷原料按W下比例称量混合均匀后，放入75(TC干燥箱中，干 燥1.化，W除去生料中的水份，释放气体；
[0030]材料组成为；氧化锋7 %，二氧化娃42. 5 %，氧化铅5. 7 %，氧化铁2 %，氧化媒 2. 5 %，硝酸钻3. 9 %，五氧化二磯2. 4 %，氣化巧3. 9 %，测酸33. 7 %，碳酸钢27. 4 % ;
[0031] (2)高温烙制：将干燥完毕的原料放入巧巧中，在1200~130(TC下保温1.化，直 到拉丝无节点，取出后立即放入冷水中浑碎。然后干燥；
[0032] (3)球磨制浆；先将釉块粉碎成粉末状后分成两份，一份加入3%二氧化饰，1%二 氧化娃的混合物，一份不添加任何磨加物，按球料重量比为25 ;1的比例向球磨罐中添加刚 玉磨球，研磨2地，过200目筛，添加适量酒精，静置24h使其老化；
[003引 （4)调浆和涂搪；向老化后的釉浆中添加无水酒精，使其刚好能喷涂为止。用喷枪 将釉浆均匀的喷涂在钢板上（2c;rl3不镑钢，30X40mm)，使其厚度达到0. 2~0.8mm，并在100°C下干燥1.化；
[0034] (5)烧制；将干燥后的涂搪试样放入马弗炉中，在93(TC下烧制7min，然后取出放 在石棉板上冷却至室温；
[0035] 对所得的搪瓷进行W下测试，并分析：
[0036] 耐酸性测试；根据国标GB/T9989-2005测得搪瓷涂