一种新型特种陶瓷材料的智能制备方法_4

文档序号:9778878阅读:来源:国知局
-8,过滤得到粉末;
步骤2、将过滤得到的粉末以氦气作为保护气体,在880-900°C下煅烧4-6h,然后空冷至室温,送入球磨机磨粉,过120目筛,得粉末颗粒A ;
步骤3、将锆酸钠、氧化镍、氧化锌和粉末颗粒A混合并搅拌,加热至980-990°C,并煅烧1-3 h,球磨粉碎,过80目筛,得到粉末颗粒B ;
步骤4、将粉末颗粒B与去离子水按4: 3的比例混合,再放入球磨机中球磨16-18h,然后造型,在氦气的氛围中,800-900°C温度下煅烧2h,再将温度提高至1200-1350°C,煅烧4-5h,保温l_2h,最后空冷至室温。
[0026]对其组份的构成和作用说明如下:红色粘土具有很好的韧性,常温遇水可塑,微干可雕,半干可压、全干可磨,红色粘土烧至900°C可成陶器能装水,烧至1230°C则瓷化,可完全不吸水且耐高温耐腐蚀,加入到陶瓷中,还能增加陶瓷的强度,提高耐摩擦的性能,并且增加其使用寿命;钠长石在陶瓷中作为一种溶剂原料,主要起瓷化作用,即利用钠的高温易熔性,降低坯件烧成温度,前同事起到稳定坯件的作用;纳米三氧化二铝能提高陶瓷的各项性能,能使陶瓷的晶粒、晶界以及它们之间的结合都处在纳米水平,使陶瓷的细化晶界数量大幅度增加,进一步使陶瓷的强度、韧性和超塑性大为提高,能降低陶瓷烧结温度;氧化锌作为一种重要的陶瓷化工熔剂原料,具有较强的助熔作用,能够降低陶瓷的膨胀系数,提高其热稳定性,可以使陶瓷的机械和电性能得到改善;五氧化二铌在陶瓷中作为一种改性添加剂;氮化硼能提高陶瓷的耐热冲击性,在急冷急热情况下,降低陶瓷破裂的可能性,提高陶瓷的热稳定性,由于氮化硼具有类似于石墨的层状晶体结构,也就具有了石墨相似的物理化学性能,使陶瓷在电绝缘、热膨胀系数以及和大多数金属不浸润等方面具备良好的性能;氧化镍能够提高陶瓷的耐腐蚀性能。
[0027]硅灰石的作用主要体现在以下几个方面:一是降低烧成温度,缩短烧成周期,传统的硅酸盐陶瓷主要使用石英、长石、高岭石、滑石、叶蜡石等Si — Al体系原料,高温烧成生成的结晶物相主要是莫来石,加入硅灰石,则可构成Si — Al — Ca低共熔体系,生成物相主要是钙长石,在较低温度下就可实现烧结,这其中,硅灰石主要发挥助熔和降低烧成温度的作用。同时,由于硅灰石晶形为针柱状,可为坯体中的水分快速逸散提供通道,从而加快干燥速率,缩短干燥周期,提高生产效率;二是减少烧成收缩和制品缺陷,由于硅灰石本身不含水和碳酸根等任何挥发份,烧成过程中不产生气体,大大降低了陶瓷烧成体产生气孔缺陷的可能性,可明显提高陶瓷的质量;三是降低坯体的吸湿膨胀和烧成过程中的热膨胀,硅灰石本身不吸水,可避免陶瓷坯体的吸湿膨胀,同时,硅灰石的热膨胀系数小且呈线性膨胀,可降低烧成过程中坯体的热膨胀,避免产生膨胀裂纹;四是可以提高制品的机械强度,硅灰石针状晶体杂乱无章的排列形成交织结构,被部分熔融产生的熔体所固结,可以增强烧结体的结构稳定性和机械强度。
[0028]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种新型特种陶瓷材料的智能制备方法,其特征在于,它包括以下步骤: 步骤1:安装各装置,打开一种新型特种陶瓷材料的智能制备系统的电源; 步骤2:将红色粘土、钠长石、硅灰石、纳米级三氧化二铝和五氧化二铌按比例混合后,投入球磨机中,感应模块第一次感应到球磨机中加入原料的压力值T>100N时,向PLC传递数字信号OOl ;PLC接收数字信号OOl,向球磨模块传递执行信号201;球磨模块接收执行信号201,启动球磨机,研磨15h,完成后关闭球磨机,并向PLC传递数字信号301 ;PLC接收数字信号301,向阀门控制模块传递执行信号401,并向传送模块传递执行信号501; 步骤3:阀门控制模块接收执行信号401,开启电磁阀一 15min后关闭;传送模块接收执行信号501,启动传送装置一,将步骤I所述的物料送至过筛装置过230目筛; 步骤4:将新型特种陶瓷材料和特种助剂和氮化硼按比例投入球磨机中,当感应模块第二次感应到球磨机中加入原料的压力值T>150N时,向PLC传递数字信号002 ;PLC接收数字信号002,向球磨模块传递执行信号202;球磨模块接收执行信号202,启动球磨机,研磨18-20h,完成后关闭球磨机; 步骤5:向步骤4中的球磨机加入比例份量的氢氧化钾;触发其触发按钮一,当所述触发按钮一第一次被触发后,启动球磨机,研磨2-3h,完成后关闭球磨机,并向PLC传递数字信号302;PLC接收数字信号302,向阀门控制模块传递执行信号402,并向传送模块传递执行信号502;阀门控制模块接收执行信号402,开启电磁阀一 15min后关闭;传送模块接收执行信号502,启动传送装置二,将物料送至水洗装置; 步骤6:触发水洗装置上的触发按钮二,当所述触发按钮二被触发后,启动水洗装置;此时,PH值检测模块检测水洗装置中的PH值,当PH值=7时,向PLC传递数字信号101; PLC接收数字信号101,向水洗模块传递执行信号701,并向阀门控制模块传递执行信号403;水洗模块接收执行信号701,关闭水洗装置;阀门控制模块接收执行信号403,开启电磁阀二 15min后关闭; 步骤7:步骤6所述的物料通过连接导管进入过滤装置,物料经过滤取其粉末投入至加热装置中,向加热装置通入预定剂量的氦气,当感应模块第一次感应到加热装置中加入原料的压力值T> 100N时,向PLC传递数字信号003; PLC接收数字信号003,向加热模块传递执行信号801;加热模块接收执行信号801,启动加热装置,加热至980-990°C;并煅烧4-6h,将其空冷至室温; 步骤8:将步骤7的物料送至球磨机中,当第三次感应到球磨机中加入原料的压力值T>150Ν时,向PLC传递数字信号004 ;PLC接收数字信号004,向球磨模块传递执行信号203;球磨模块接收执行信号203,启动球磨机,研磨4-6h,完成后关闭球磨机,并向PLC传递数字信号303;PLC接收数字信号303,向阀门控制模块传递执行信号404,并向传送模块传递执行信号503 ;阀门控制模块接收执行信号404,开启电磁阀一15min后关闭;传送模块执行信号503,启动传送装置一,将物料送至过筛装置过120目筛,得粉末颗粒A; 步骤9:将锆酸钠、氧化镍、氧化锌和粉末颗粒A按比例混合,并投入至搅拌装置中,当感应模块感应到搅拌装置中加入原料的压力值T>100N时,向PLC传递数字信号005;PLC接收数字信号005向搅拌模块传递执行信号901;搅拌模块接收执行信号901,启动搅拌装置,搅拌Ih后关闭搅拌装置; 步骤10:将步骤9得到的物料置于加热装置中,当感应模块第二次感应到加热装置中加入原料的压力值T>150N时,向PLC传递数字信号006 ;PLC接收数字信号006,向加热模块传递执行信号802;加热模块接收执行信号802,启动加热装置,加热至980-990°C,并煅烧1_3 h; 步骤11:将步骤10得到的物料置于球磨装置中,当所述触发按钮一第二次被触发后,启动球磨机,研磨l_3h,完成后关闭球磨机,并向PLC传递数字信号304;PLC接收数字信号304,向阀门控制模块传递执行信号405,并向传送模块传递执行信号504;阀门控制模块接收执行信号405,开启电磁阀一 15min后关闭;传送模块接收执行信号504,启动传送装置一,将物料送至过筛装置过80目筛,得到粉末颗粒B; 步骤12:将粉末颗粒B与去离子水按4: 3的比例混合,并将其混合物置于球磨机中,当感应模块第四次感应到球磨机中加入原料的压力值T>200N时,向PLC传递数字信号007;PLC接收数字信号007,向球磨模块传递执行信号204;球磨模块接收执行信号204,启动球磨机,研磨16-18h,完成后关闭球磨机,对其造型,并向PLC传递数字信号305 ;PLC接收数字信号305,向阀门控制模块传递执行信号406 ;阀门控制模块接收执行信号406,开启电磁阀一15min后关闭; 步骤13:将步骤12得到的物料置于加热装置中,当感应模块第三次感应到加热装置中加入原料的压力值T>150N时,向PLC传递数字信号008; PLC接收数字信号008,向加热模块传递执行信号803;加热模块接收执行信号803,启动加热装置,加热至800-900°C后保温2h,再次启动加热装置,加热至1200-1350°C ;并煅烧4-5h,保温l-2h,最后将其空冷至室温。
【专利摘要】本发明公开了一种新型特种陶瓷材料的智能制备方法,感应模块感应加入原料的压力值T,PH值检测模块检测水洗装置中的PH值;PLC根据感应值、PH值及接收的数字信号,控制球磨模块、搅拌模块、传送模块、阀门控制模块、加热模块和水洗模块执行相关操作。本发明通过对各项参数的精确控制,实现对物料的粉碎、搅拌和研磨等;结合了手动控制和自动控制,方便了操作,节约了能源,降低了成本,方便维修保护;实时性高,稳定性好,可靠性高。
【IPC分类】C04B33/13
【公开号】CN105541281
【申请号】CN201510894926
【发明人】曾丽
【申请人】成都德善能科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月8日
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