一种高塑性耐磨陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶瓷材料领域，涉及一种高塑性耐磨陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]陶瓷材料具有高熔点、高硬度、耐氧化等优点，它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，其可用作结构材料、刀具材料等。现有陶瓷主要分为普通材料的和特种材料两种陶瓷材料。普通材料就是指采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧；普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。特种材料指的是采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。然而，目前现有陶瓷材料中虽然基本很多优点，但是可塑性较差，在一定程度上限制了其进一步应用。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种高塑性耐磨陶瓷材料及其制备方法，目的在于既保持了现有陶瓷材料高熔点、高硬度、耐氧化等优点，同时又具有良好的可塑性和耐磨性能，进一步扩大了该陶瓷材料的应用领域。
[0004]技术方案:
一种高塑性耐磨陶瓷材料，包含以下重量份数的成分:氧化钕3-9份、氧化铝5-12份、二氧化硅20-38份、氧化锆3-8份、氧化硼2-7份、氧化钍1_6份、邻苯二甲酸醋酸纤维素12-18份、羟乙基甲基纤维素15-25份、环己烷二羧酸壬酯8-16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23-35份。
[0005]进一步的，所述氧化钕5-7份、氧化铝7-10份、二氧化硅30-35份、氧化锆4_6份、氧化硼3-5份、氧化钍2-4份、邻苯二甲酸醋酸纤维素14-16份、羟乙基甲基纤维素18-22份、环己烷二羧酸壬酯10-13份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇25-30份。
[0006]—种高塑性耐磨陶瓷材料的制备方法，包含如下步骤:
51:分别称取氧化钕3-9份、氧化铝5-12份、二氧化娃20-38份、氧化错3_8份、氧化硼2-7份和氧化铣1-6份，在球磨机中以150_250r/min混合2_4h，得混合物A;
52:将步骤S1中所述的混合物A、环己烷二羧酸壬酯8-16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23-35份加入反应器中，加热至60-85°C，在不断搅拌下反应0.5_lh ；
53:将邻苯二甲酸醋酸纤维素12-18份和羟乙基甲基纤维素15-25份加入步骤S2中所述反应器中，在温度120-150°C下搅拌反应l_3h ;随后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉体B ；
54:将步骤S3中所述的混合粉体B在80-95MPa压力下压制成型；之后在氮气保护下放入马弗炉中950-1000°C下焙烧5-8h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0007]进一步的，步骤S1中所述球磨机的转速为220r/min。
[0008]进一步的，步骤S2中所述搅拌的速率为150-200r/min，加热至80_82°C。
[0009]进一步的，步骤S3中所述温度为135-138°C，所述搅拌的速率为300_350r/min。
[0010]进一步的，步骤S4中所述压制成型的压力为90_92MPa。
[0011]进一步的，步骤S4中所述焙烧的时间为5.5-6.5h。
[0012]有益效果:本发明所述一种高塑性耐磨陶瓷材料的制备方法，通过在常用陶瓷材料成分中加入邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟乙基甲基纤维素、环己烷二羧酸壬酯和2-甲基-2-硝基-1-丙醇，提高了传统陶瓷材料的可塑性，同时兼有高耐磨性、高熔点、高硬度等优点，扩大陶瓷材料的应用范围；本发明所述陶瓷材料的可塑性指标为3.6-4.5，硬度为
6.5~7.5o
【具体实施方式】
[0013]实施例1
一种高塑性耐磨陶瓷材料的制备方法，包含如下步骤:
51:分别称取氧化钕3份、氧化铝5份、二氧化硅20份、氧化锆3份、氧化硼2份和氧化韦土 1份，在球磨机中以150r/min混合4h，得混合物A ；
52:将步骤S1中所述的混合物A、环己烷二羧酸壬酯8份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23份加入反应器中，加热至60°C，在150r/min不断搅拌下反应0.5h ；
53:将邻苯二甲酸醋酸纤维素12份和羟乙基甲基纤维素15份加入步骤S2中所述反应器中，在温度120°C下，以300r/min的速率搅拌反应lh ;随后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉体B ；
54:将步骤S3中所述的混合粉体B在80MPa压力下压制成型；之后在氮气保护下放入马弗炉中950°C下焙烧8h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0014]经检测，本实施例1所述陶瓷材料的可塑性指标为3.6，硬度为6.5。
[0015]对比例1
陶瓷材料的制备方法，包含如下步骤:
51:分别称取氧化钕3份、氧化铝5份、二氧化硅20份、氧化锆3份、氧化硼2份和氧化韦土 1份，在球磨机中以150r/min混合4h，得混合物A ；
52:将步骤S1中所述的混合物A在真空干燥箱中烘干，得到混合粉体B ;
S4:将步骤S3中所述的混合粉体B在80MPa压力下压制成型；之后在氮气保护下放入马弗炉中950°C下焙烧8h，即可得到对比例1陶瓷材料。
[0016]经检测，本对比例1所述陶瓷材料的可塑性指标为0.8，硬度为6.8。
[0017]实施例2
一种高塑性耐磨陶瓷材料的制备方法，包含如下步骤:
51:分别称取氧化钕9份、氧化铝12份、二氧化硅38份、氧化锆8份、氧化硼7份和氧化韦土 6份，在球磨机中以250r/min混合2h，得混合物A ；
52:将步骤S1中所述的混合物A、环己烷二羧酸壬酯16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇35份加入反应器中，加热至85°C，在200r/min不断搅拌下反应lh ；
53:将邻苯二甲酸醋酸纤维素18份和羟乙基甲基纤维素25份加入步骤S2中所述反应器中，在温度150°C下，以350r/min的速率搅拌反应3h ;随后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉体B ； S4:将步骤S3中所述的混合粉体B在95MPa压力下压制成型；之后在氮气保护下放入马弗炉中1000°C下焙烧5h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0018]经检测，本实施例2所述陶瓷材料的可塑性指标为3.9，硬度为6.8。
[0019]对比例2
陶瓷材料的制备方法，包含如下步骤:
51:分别称取氧化钕9份、氧化铝12份、二氧化硅38份、氧化锆8份、氧化硼7份和氧化韦土 6份，在球磨机中以180r/min混合4h，得混合物A ；
52:将步骤S1中所述的混合物A在真空干燥箱中烘干，得到混合粉体B ;
S4:将步骤S3中所述的混