层耐室温巧樣酸等级（1级为 最好，2级W下不合格），根据GB4738. 2-84测得搪瓷涂层的耐酸度。
[0037] 显微硬度测试：用FVM-800数字式显微硬度仪测量搪瓷层的硬度，载荷50奸，负载 时间为IOs。
[0038] 耐热性和耐热冲击性测试；依据GBl1418-2008测定搪瓷耐热性能，GBl1419-2008 来测定搪瓷层耐温急变性。
[0039] 冲击强度测试：耐冲击强度采用落球冲击法。将搪瓷面朝上水平放置，用SOg钢 球在试样正上方做自由落体撞击瓷层，观察表面脱瓷情况，若无脱瓷，增加高度继续撞击直 至脱瓷为止。
[0040] 抗弯曲测试；依据GB/T6742-1986国标，测试弯曲时搪瓷涂层在开裂和从基体上 的剥离情况。
[0041] 结果如下表1:
[0042] 表1搪瓷涂层综合性能测试
[0044] 从上述对比可见，根据本发明的上述实施例的渗杂稀±氧化物和纳米二氧化娃混 合物后的搪瓷涂层其综合性能有所改善，尤其抗冲击强度、热震温度和耐酸性的提高最为 显著。
[0045] 本发明人对该实施例所获得的搪瓷进行了涂层组织形貌分析，即；用 Le化aDM4000M金相显微镜和如anta250阳G型环境扫描电子显微镜观察搪瓷层的组织形 貌。结果显示在图2A- 2B、图3B中。
[004引从图IA- 1B、图2A-2B的金相照片的对比可W看出，在根据本发明的上述实施例 的渗杂稀±氧化物和纳米二氧化娃混合物后的样品中（图2A和2B)，搪瓷表面更加均匀、致 密；由于稀±的加入使瓷釉中微小气孔增加，送种微孔的存在使搪瓷的热应力得到缓冲，压 应力和弹性增加，所W抗冲击强度和耐热急变性提高。由于加入的部分纳米二氧化娃没有 完全溶解到搪瓷中，而存在于搪瓷表面，因而化学稳定性更加优良；适量的纳米二氧化娃对 搪瓷光泽性能没有显著影响。
[0047] 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（SEM) 照片。从图3A和3B比较可见，根据本发明的渗杂纳米二氧化娃和稀±氧化物的搪瓷涂层 更加致密，且搪瓷涂层与基体的结合界面处呈齿状结合；而现有技术的搪瓷涂层致密性差， 结合面界面相对平整；由此可见，根据本发明的通过渗杂纳米二氧化娃和稀±氧化物进行 改性的搪瓷涂层结合性能更好。
[0048]图4是两种不同搪瓷的X射线衍射谱线图（采用X射线衍射仪XRD-600)，其中， A是根据本发明的上述实施例的渗杂稀±氧化物和纳米二氧化娃搪瓷涂层材料的谱线，B 是现有技术的搪瓷涂层材料的谱线。从图4中可W看到纳米二氧化娃的加入提高了搪瓷中 Si化含量，改善了娃酸盐网络结构的完整性，有利于搪瓷涂层耐酸化学稳定性的提高。稀± 氧化物的加入，在搪瓷涂层中没有出现稀±测娃酸盐化合物，由此可知稀±氧化物没有与 瓷釉发生破坏娃酸盐网络完整结构的化学反应，对搪瓷化学稳定性没有不良影响。
【主权项】
1. 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以磨加的方式同时引入 一定比例的纳米二氧化硅和稀土氧化物的混合物，并包括以下步骤： A) 称料步骤，称量原料，混合均匀； 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，以除去原料中的水分和 气体； C) 高温熔制步骤，将干燥完毕的原料放入坩埚中，在高温下保温，直到拉丝无节点； D) 淬火步骤，将熔化后的原料快速冷却至室温，得到淬碎后的熔块，然后干燥； E) 球磨制浆步骤，将干燥后的熔块球磨粉碎成粉，称量稀土氧化物和纳米级二氧化硅 的混合物作为磨加添加物，混合均匀后球磨至200目。2. 根据权利要求1的方法，其中所述粉和磨加添加物的混合比为： 粉：90 ~96%， 稀土氧化物：3~6%， 纳米二氧化硅：1~4%。3. 根据权利要求1的方法，其特征在于 所述稀土氧化物是从氧化铈或氧化镧中选出的至少一种。4. 根据权利要求1的方法，其特征在于进一步包括： F) 加入适量的酒精后密闭陈化24小时。5. 根据权利要求1一4之一的方法，其特征在于进一步包括： G) 喷涂步骤，用喷枪将釉浆均匀的喷涂在钢板上； H) 烧制步骤，将干燥后的钢板在高温下烧制。6. 根据权利要求1一4之一的方法，其特征在于 所述步骤B)包括：将混合均匀的原料放入750°C干燥箱中干燥1. 5小时。7. 根据权利要求6的方法，其特征在于 所述原料的材料组成为：氧化锌7 %，二氧化硅42. 5 %，氧化铝5. 7 %，氧化钛2 %，氧化 镍2. 5 %，硝酸钴3. 9 %，五氧化二磷2. 4 %，氟化钙3. 9 %，硼酸33. 7 %，碳酸钠27. 4 % ; 所述步骤C)包括：将干燥完毕的原料放入坩埚中，在1200~1300°C下保温1. 5小时， 直到拉丝无节点， 所述步骤D)包括：将熔化后的原料取出后立即投入冷水中。8. 根据权利要求1一4之一的方法，其特征在于 所述步骤E)包括：在干燥后的熔块球磨粉碎而成的粉中加入3%二氧化铈与1%二 氧化硅的混合物，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24小时，过 200目筛。9. 根据权利要求5的方法，其特征在于 所述步骤G)包括：用喷枪将釉浆均匀的喷涂在钢板上之后，在KKTC下干燥1. 5小时； 所述步骤H)包括将干燥后的钢板放马弗炉中，在930°C下烧制5 - 7分钟。10. 用根据权利要求1一9之一的方法制备的工业搪瓷复合材料。
【专利摘要】搪瓷的性能受到材料组成、制备工艺、组分粒度等的影响。按照一定比例掺杂稀土氧化物和纳米级二氧化硅的混合物，发挥稀土氧化物的活化改性功能,有利于搪瓷烧成温度的降低，釉浆悬浮性能的改善，搪瓷热应力的缓冲，瓷釉致密化等。纳米二氧化硅具有较高的化学活性，可以明显改善硅酸盐网络结构的完整性。通过二者的协同效应，使制备的搪瓷涂层具备优异的综合性能，满足现代工业及国防等领域的性能需求。通过实验探索获得最佳掺杂配比，96％釉块，3％稀土氧化物，1％纳米级SiO2，制得的搪瓷涂层表面均匀致密，附着力强,具备良好的耐弯曲性，耐酸化学稳定性，耐热性，耐热冲击性和抗冲击强度都得到显著提升。搪瓷基体釉的成分有氧化锌，二氧化硅，氧化铝，氧化钛，氧化镍，硝酸钴，五氧化二磷，氟化钙，硼酸，碳酸钠，在1150～1250℃下熔制。
【IPC分类】C03C8/14
【公开号】CN105271750
【申请号】CN201410328424
【发明人】许越, 何垚蒿
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月10日