一种使用效果好的耐高温陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:16129872发布日期:2018-12-01 00:11阅读:304来源:国知局
本发明涉及特种陶瓷领域,具体是一种使用效果好的耐高温陶瓷。
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陶瓷在中国有悠久的历史,如今已在全世界范围内广泛使用,日常生活中的餐具就是常见的一种陶瓷,陶瓷是用陶土和瓷土这两种不同性质的粘土为原料,经过配料、成型、干燥、焙烧等工艺流程制成的器物,陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分,中国作为四大文明古国之一,为人类社会的进步和发展做出了卓越的贡献,其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义,中国历史上各朝各代有着不同艺术风格和不同技术特点。随着科技的进步,陶瓷也在许多新
技术领域
,如:航天航空,核工业,新能源,国防军工等领域应用,这些领域需要耐高温性能好的特种陶瓷,现有特种陶瓷的耐热温度低,不能满足这些领域的使用需求。因此迫切需要对其进行改进,让其实用性变强。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种使用效果好的耐高温陶瓷,以解决上述
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中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种使用效果好的耐高温陶瓷,包括以下重量份的原料:铈粉1.1-1.7份、方解石14-21份、氧化锌28-36份、刚玉32-45份、高岭土20-25份、硬脂酸钠2.5-4.6份、钢渣28-37份、埃洛石粉16-21份、三乙醇胺7.2-10.8份和味精渣6.6-10份。作为本发明进一步的方案:刚玉包括质量比为1:2-3.6:4.3-5.2的30#白刚玉、90#棕刚玉和120#白刚玉。作为本发明进一步的方案:钢渣的粒径为0.26-0.36mm,氧化锌的粒径为210-370nm。所述使用效果好的耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将铈粉、方解石、高岭土、钢渣和埃洛石粉放入煅烧炉中并且在690-740摄氏度下煅烧1.5-3小时,然后用质量分数为0.2-0.8%的氢氧化钠溶液淬火5-9分钟,然后自然降温至30-55摄氏度,得到改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉;步骤二,将味精渣在30-42摄氏度的密闭环境下发酵2-4天,然后过滤并且离心分离,取上清液,得到发酵液;步骤三,将硬脂酸钠和发酵液混合均匀后放置15-18小时,再加入三乙醇胺和氧化锌并且超声波分散均匀,得到第一混合物;步骤四,将刚玉、改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉同时放入球磨机中,高速球磨50-90分钟,得到复合超细粉;步骤五,将第一混合物加入复合超细粉中,加入适量的去离子水进行喷雾造粒,然后送入挤压机中挤压,得到素坯;步骤六,将素坯在8-11.9mpa、820-960摄氏度下煅烧1.5-2.5小时,然后在26-30mpa、1640-1780摄氏度下烧结6-10小时,自然冷却至室温即得到成品。作为本发明进一步的方案:步骤三中超声波分散的功率为120-160w,超声波分散的频率为16-22khz。作为本发明进一步的方案:步骤四中高速球磨的转速为4200-4650rpm。作为本发明进一步的方案:步骤六中煅烧和烧结均在体积分数为60%co-40%h2氛围下进行。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,通过各种原料的协同作用,制备的成品具有耐高温、低密度和高抗弯强度的特点,适用于航天航空,核工业,新能源,国防军工等领域,应用前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种使用效果好的耐高温陶瓷,包括以下重量份的原料:铈粉1.1份、方解石14份、氧化锌28份、刚玉32份、高岭土20份、硬脂酸钠2.5份、钢渣28份、埃洛石粉16份、三乙醇胺7.2份和味精渣6.6份。刚玉包括质量比为1:2.4:4.3的30#白刚玉、90#棕刚玉和120#白刚玉。所述使用效果好的耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将铈粉、方解石、高岭土、钢渣和埃洛石粉放入煅烧炉中并且在710摄氏度下煅烧1.8小时,然后用质量分数为0.4%的氢氧化钠溶液淬火6分钟,然后自然降温至38摄氏度,得到改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉;步骤二,将味精渣在34摄氏度的密闭环境下发酵4天,然后过滤并且离心分离,取上清液,得到发酵液;步骤三,将硬脂酸钠和发酵液混合均匀后放置16小时,再加入三乙醇胺和氧化锌并且超声波分散均匀,超声波分散的功率为145w,超声波分散的频率为18khz,得到第一混合物;步骤四,将刚玉、改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉同时放入球磨机中,高速球磨65分钟,得到复合超细粉;步骤五,将第一混合物加入复合超细粉中,加入适量的去离子水进行喷雾造粒,然后送入挤压机中挤压,得到素坯;步骤六,将素坯在9.2mpa、880摄氏度下煅烧1.9小时,然后在27.5mpa、1680摄氏度下烧结8小时,自然冷却至室温即得到成品。实施例2一种使用效果好的耐高温陶瓷,包括以下重量份的原料:铈粉1.35份、方解石16.4份、氧化锌30.4份、刚玉36.6份、高岭土21.3份、硬脂酸钠3.2份、钢渣30.6份、埃洛石粉18.4份、三乙醇胺8.8份和味精渣8.5份。钢渣的粒径为0.31mm,氧化锌的粒径为260nm。所述使用效果好的耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将铈粉、方解石、高岭土、钢渣和埃洛石粉放入煅烧炉中并且在730摄氏度下煅烧3小时,然后用质量分数为0.5%的氢氧化钠溶液淬火7分钟,然后自然降温至48摄氏度,得到改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉;步骤二,将味精渣在36摄氏度的密闭环境下发酵3天,然后过滤并且离心分离,取上清液,得到发酵液;步骤三,将硬脂酸钠和发酵液混合均匀后放置16.5小时,再加入三乙醇胺和氧化锌并且超声波分散均匀,得到第一混合物;步骤四,将刚玉、改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉同时放入球磨机中,在4260rpm的转速下高速球磨75分钟,得到复合超细粉;步骤五,将第一混合物加入复合超细粉中,加入适量的去离子水进行喷雾造粒,然后送入挤压机中挤压,得到素坯;步骤六,将素坯在10.3mpa、930摄氏度下煅烧2.2小时,然后在27.5mpa、1720摄氏度下烧结8.8小时,自然冷却至室温即得到成品。实施例3一种使用效果好的耐高温陶瓷,包括以下重量份的原料:铈粉1.58份、方解石19.7份、氧化锌35.2份、刚玉43.6份、高岭土23.8份、硬脂酸钠4.3份、钢渣35.9份、埃洛石粉20.4份、三乙醇胺10.5份和味精渣9.6份。刚玉包括质量比为1:3.1:4.9的30#白刚玉、90#棕刚玉和120#白刚玉。所述使用效果好的耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将铈粉、方解石、高岭土、钢渣和埃洛石粉放入煅烧炉中并且在715摄氏度下煅烧2.4小时,然后用质量分数为0.6%的氢氧化钠溶液淬火8分钟,然后自然降温至46摄氏度,得到改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉;步骤二,将味精渣在40摄氏度的密闭环境下发酵2.8天,然后过滤并且离心分离,取上清液,得到发酵液;步骤三,将硬脂酸钠和发酵液混合均匀后放置17小时,再加入三乙醇胺和氧化锌并且超声波分散均匀,得到第一混合物;步骤四,将刚玉、改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉同时放入球磨机中,高速球磨80分钟,得到复合超细粉;步骤五,将第一混合物加入复合超细粉中,加入适量的去离子水进行喷雾造粒,然后送入挤压机中挤压,得到素坯;步骤六,将素坯在10.6mpa、890摄氏度和体积分数为60%co-40%h2氛围下煅烧2.2小时,然后在28.7mpa、1675摄氏度和体积分数为60%co-40%h2氛围下烧结9小时,自然冷却至室温即得到成品。实施例4一种使用效果好的耐高温陶瓷,包括以下重量份的原料:铈粉1.7份、方解石21份、氧化锌36份、刚玉45份、高岭土25份、硬脂酸钠4.6份、钢渣37份、埃洛石粉21份、三乙醇胺10.8份和味精渣10份。刚玉包括质量比为1:3.6:4.7的30#白刚玉、90#棕刚玉和120#白刚玉。钢渣的粒径为0.32mm,氧化锌的粒径为330nm。所述使用效果好的耐高温陶瓷的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将铈粉、方解石、高岭土、钢渣和埃洛石粉放入煅烧炉中并且在730摄氏度下煅烧2.7小时,然后用质量分数为0.6%的氢氧化钠溶液淬火8分钟,然后自然降温至42摄氏度,得到改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉;步骤二,将味精渣在36摄氏度的密闭环境下发酵3.4天,然后过滤并且离心分离,取上清液,得到发酵液;步骤三,将硬脂酸钠和发酵液混合均匀后放置17小时,再加入三乙醇胺和氧化锌并且超声波分散均匀,超声波分散的功率为140w,超声波分散的频率为21khz,得到第一混合物;步骤四,将刚玉、改性铈粉、改性方解石、改性高岭土、改性钢渣和改性埃洛石粉同时放入球磨机中,在4350rpm的转速下高速球磨75分钟,得到复合超细粉;步骤五,将第一混合物加入复合超细粉中,加入适量的去离子水进行喷雾造粒,然后送入挤压机中挤压,得到素坯;步骤六,将素坯在10.4mpa、930摄氏度和体积分数为60%co-40%h2氛围下煅烧2.1小时,然后在28.4mpa、1736摄氏度和体积分数为60%co-40%h2氛围下烧结8.6小时,自然冷却至室温即得到成品。对比例1除不含有味精渣,其余原料和制备方法均与实施例3相同。对比例2采用现有耐高温陶瓷作为对比例2。对实施例1-4的产品和对比例1-2的产品进行性能测试,测试结果见表1。表1耐热温度/摄氏度密度/g/cm3抗弯强度/mpa实施例136503.72338.5实施例236983.74329.7实施例337263.69341.8实施例436243.78326.7对比例126834.35304.2对比例229754.61295.8从表1中可以看出,实施例1-4的产品在耐高温温度上均超过3600摄氏度,远远高于对比例1-2产品的耐高温温度,而且实施例1-4的产品在密度上低于对比例1-2的产品,在抗弯强度上高于对比例1-2的产品。本发明对部分原料先煅烧再用碱性溶液改性,再用味精渣发酵液对其他原料进行改性,球磨并且制备超细粉,保证粉体的尺寸,再与其他改性原料配合使用,可以大大提高耐热温度,超过3600摄氏度,同时具有低密度和高抗弯强度。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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