一种远红外抗热震陶瓷的制备方法

文档序号:9517534
一种远红外抗热震陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种远红外抗热震陶瓷的制备方法,属于陶瓷材料制备领域。
【背景技术】
[0002]陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点,因而在高温工程方面得到越来越广泛的应用。陶瓷作为结构和功能材料,已广泛应用于工农业和科学技术等各个领域,
成为近代尖端科学技术的重要组成部分。陶瓷材料作为工程陶瓷构件,主要用于高温领域。在高温环境下使用的陶瓷材料,需要经受力及应力循环的作用,有时还会受到环境介质的侵蚀和冲刷以及温度骤变的热震冲击等。从设计角度不但要考虑材料的温度水平,还要考虑材料承受热震冲击的能力。
[0003]陶瓷材料在热震冲击条件下,由于各向异性膨胀系数造成的热应力会高,因此,热冲击断裂与损伤是工程陶瓷材料失效的主要方式之一,也是评价工程陶瓷材料使用性能的一种重要性能指标,研究陶瓷材料的抗热震性能对于实际应用具有非常重要的意义阵。现有通过增强陶瓷抗热震性能的方法,主要通过减小材料的热膨胀系数,或者提升材料的热导率,添加硅酸盐和无机材料,但是上述方法制备的抗热震陶瓷韧性不足,容易破碎,无法满足现有生活对抗热震陶瓷的使用,所以制备一直具有远红外功能的抗热震陶瓷很有必要。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前通过添加无极材料金属氧化物和硅酸盐等制备高抗热陶瓷,减小材料的膨胀系数,抗热震陶瓷韧性不足,容易破碎无法满足现有生活对陶瓷的使用要求,提供了一种通过将聚乙烯醇缩丁醛和各类粉体混合球磨,随后对其烘干,制备干压坯体,再与无水乙醇和聚乙烯醇缩丁醛搅拌混合,负载球磨粉体,喷射包覆陶瓷胚体,制备一种远红外抗热震陶瓷,在保持其抗热震性能的同时,增强陶瓷的韧性。
[0005]为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按重量份数计,分别选取15?20份Si02、10?30份Μη02、10?30份A1203、10?30 份 Ti02、10 ?30 份 MgO、10 ?30 份 Fe203、10 ?30 份 ZrOjP 10 ?30 份 CeO 2,将其置于球磨机中,并按总质量的40?50%,将聚乙烯醇缩丁醛缓慢滴加至球磨机,一边滴加一边对其碾磨,在250?300r/min速度下碾磨1.5?2h,制备得球磨聚合料楽;
(2)待碾磨完成后,将制得的球磨聚合料浆置于烘箱中,对其抽真空减压至-0.02?-0.0lMPa,随后对其升温加热至95?100°C,随后,测试箱体压强,抽压保持其压力为-0.02?-0.0lMPa,在95?100 °C下,保温干燥6?8h ;
(3)待保温干燥完成后,对其碾磨过筛,制备得80?120目粉料,随后,在20?30°C下,将粉料置于大小为10 X 10 X 1cm的不锈钢模具中,在30?32MPa下,通过粉末压片机将粉料压制10?20s,制备得干压胚体备用;
(4)按重量份数计,选取50?75份无水乙醇、5?10份的聚乙烯醇缩丁醛和20?40份的上述碾磨制备的80?120目粉料,在1200?1500r/min下搅拌混合,使粉体完全分散至无水乙醇中,搅拌分散10?15min,制备得陶瓷浆料;
(5)将上述陶瓷浆料置于喷枪中,在0.5?1.0MPa下,采用喷枪将陶瓷浆料喷射至上述制备的干压胚体中,将其包覆形成0.5?1cm的陶瓷浆料,随后在20?30°C下静置8?10h,使其自然固化后,将其送入温度为1200?1500°C的窑洞中,烧制20?24h,随后将其自然冷却退火10?12h,即可制备得一种远红外抗热震陶瓷。
[0006]所述的远红外抗热震陶瓷,能够发射波长为8?14 μ m的远红外射线。
[0007]本发明的应用方法是:将制备的远红外抗热震陶瓷制成干挂背槽式陶瓷幕墙,钢框架外形尺寸设计为3.6m X3.6m X5.9m,钢框架净重量为18kN,自振周期为0.30s。模型钢框架的变形和强度均满足9度要求,钢框架用高强螺栓刚性固定在振动台台面上。框架外侧焊接有高耐火结构钢管和工字钢作为横梁,竖向龙骨采用通用钢管(80mmX60mmX5mm),横向龙骨米用角钢(L50mm X5mm)。在其外龙骨的4个立面安装远红外抗热震陶瓷。
[0008]本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明以聚乙烯醇缩丁醛制备的红外辐射涂料经1100°C以上高温瓷化后,红外辐射涂层与基体的结合力增强,涂层抗热震性能提高了 20?25% ;
(2)通过喷枪喷射包覆层,陶瓷材料韧性提高了30?35%。
【具体实施方式】
[0009]首先按重量份数计,分别选取15?20份Si02、10?30份Μη02、10?30份A1203、10 ?30 份 Ti02、10 ?30 份 MgO、10 ?30 份 Fe203、10 ?30 份 Zr02^P 10 ?30 份 CeO 2,将其置于球磨机中,并按总质量的40?50%,将聚乙烯醇缩丁醛缓慢滴加至球磨机,一边滴加一边对其碾磨,在250?300r/min速度下碾磨1.5?2h,制备得球磨聚合料楽;待碾磨完成后,将制得的球磨聚合料浆置于烘箱中,对其抽真空减压至-0.02?-0.0lMPa,随后对其升温加热至95?100°C,随后,测试箱体压强,抽压保持其压力为-0.02?-0.0lMPa,在95?100°C下,保温干燥6?8h ;待保温干燥完成后,对其碾磨过筛,制备得80?120目粉料,随后,在20?30°C下,将粉料置于大小为10 X 10 X 1cm的不锈钢模具中,在30?32MPa下,通过粉末压片机将粉料压制10?20s,制备得干压胚体备用;按重量份数计,选取50?75份无水乙醇、5?10份的聚乙烯醇缩丁醛和20?40份的上述碾磨制备的80?120目粉料,在1200?1500r/min下搅拌混合,使粉体完全分散至无水乙醇中,搅拌分散10?15min,制备得陶瓷浆料;将上述陶瓷浆料置于喷枪中,在0.5?1.0MPa下,采用喷枪将陶瓷浆料喷射至上述制备的干压胚体中,将其包覆形成0.5?1cm的陶瓷浆料,随后在20?30°C下静置8?10h,使其自然固化后,将其送入温度为1200?1500°C的窑洞中,烧制20?24h,随后将其自然冷却退火10?12h,即可制备得一种远红外抗热震陶瓷。
[0010]实例1
首先按重量份数计,分别选取15份Si02、15份Μη02、15份Al203、20份Ti02、15份MgO、10份Fe203、10份ZrO# 20份CeO 2,将其置于球磨机中,并按总质量的40%,将聚乙烯醇缩丁醛缓慢滴加至球磨机,一边滴加一边对其碾磨,在250r/min速度下碾磨1.5h,制备得球磨聚合料浆;待碾磨完成后,将制得的球磨聚合料浆置于烘箱中,对其抽真空减压至-0.02MPa,随后对其升温加热至95°C,随后,测试箱体压强,抽压保持其压力为-0.02MPa,在95°C下,保温干燥6h ;待保温干燥完成后,对其碾磨过筛,制备得80目粉料,随后,在20°C下,将粉料置于大小为lOXlOXlcm的不锈钢模具中,在30MPa下,通过粉末压片机将粉料压制
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