一种复合陶瓷棒及其制备方法与应用与流程

本发明属于陶瓷棒，尤其涉及一种复合陶瓷棒及其制备方法与应用。

背景技术：

1、陶瓷棒是粘土质耐火材料与天然矿物原料经过精选、粉碎、混合、成型、煅烧等过程而制成的耐火制品。

2、相关技术中生产陶瓷棒的主要原料包括高岭土、耐火粘土、耐火刚玉骨料和α-al2o3等。但上述陶瓷棒在较高的温度下，其抗折、抗压强度会随着温度的上升而降低。

3、因此，本发明提供了一种复合陶瓷棒，该陶瓷棒的抗压强度高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合陶瓷棒，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

2、本发明还提供了上述复合陶瓷棒的制备方法。

3、本发明还提供了上述复合陶瓷棒的应用。

4、具体如下，本发明第一方面提供了一种复合陶瓷棒，包括石英陶瓷棒本体和涂层；

5、所述涂层由以下重量分数的制备原料：

6、氧化铝85％～88％，二氧化硅3％～4％，氧化钇0.15％～0.3％，氧化锆1％～2％，氧化钪0.2％～0.4％，氧化镧0.2％～0.3％，粘接剂0.2％～0.3％，溶剂余量。

7、根据本发明复合陶瓷棒技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

8、本发明中通过在石英陶瓷棒本体上设置涂层，该涂层能够很好的保护石英陶瓷棒本体，从而使得最终形成高强度的复合陶瓷棒；本发明的涂层还能提升复合陶瓷棒的耐高温性能，该复合陶瓷棒在1000℃以上同样具有较高的强度。

9、本发明涂层的制备原料中添加氧化铝，利用氧化铝的机械强度高、耐磨性好、耐腐蚀性能好和热稳定好，从而赋予涂层高强度的性能。

10、二氧化硅的耐磨性好、硬度高和热膨胀系数小的特点，从而提升涂层的力学性能。

11、本发明中通过加入氧化钇、氧化锆、氧化钪和氧化镧来提升氧化铝和二氧化硅的之间的融合度，从而提升涂层的致密度，从而进一步提升涂层的强度。

12、根据本发明的一些实施方式，所述复合陶瓷棒的在1350℃下抗压强度为120mpa以上。

13、根据本发明的一些实施方式，所述复合陶瓷棒的在1350℃下抗压强度为120mpa～140mpa。

14、根据本发明的一些实施方式，所述复合陶瓷棒的在1350℃下抗压强度为130mpa～140mpa。

15、根据本发明的一些实施方式，所述复合陶瓷棒的在1350℃下抗压强度为130mpa～136mpa。

16、根据本发明的一些实施方式，所述复合陶瓷棒的在1350℃下抗压强度为135mpa～136mpa。

17、根据本发明的一些实施方式，所述粘接剂为羧甲基纤维素。

18、羧甲基纤维素能够使浆料中金属氧化物得到充分的分散，同时也能防止大尺寸的金属氧化物颗粒出现沉降的问题，从而制得分布均匀的涂层材料；从而提升陶瓷棒的高温抗压强度。

19、根据本发明的一些实施方式，所述溶剂为乙醇水溶液。

20、根据本发明的一些实施方式，所述乙醇水溶液的质量分数为50％～70％。

21、根据本发明的一些实施方式，所述乙醇水溶液的质量分数为60％～70％。

22、本发明通过对乙醇水溶液的质量分数进行控制，从而实现羧甲基纤维素的充分分散。

23、根据本发明的一些实施方式，所述氧化铝的粒径(d50)为3μm～5μm。

24、根据本发明的一些实施方式，所述二氧化硅的粒径(d50)为0.04μm～0.06μm。

25、根据本发明的一些实施方式，所述二氧化硅的粒径(d50)为0.045μm～0.055μm。

26、根据本发明的一些实施方式，所述氧化钇的粒径(d50)为0.5μm～3μm。

27、根据本发明的一些实施方式，所述氧化钇的粒径(d50)为0.5μm～1μm。

28、根据本发明的一些实施方式，所述氧化锆的粒径(d50)为0.5μm～1μm。

29、根据本发明的一些实施方式，所述氧化锆的粒径(d50)为0.5μm～0.8μm。

30、根据本发明的一些实施方式，所述氧化钪的粒径(d50)为0.1μm～0.5μm。

31、根据本发明的一些实施方式，所述氧化钪的粒径(d50)为0.2μm～0.5μm。

32、根据本发明的一些实施方式，所述氧化镧的粒径(d50)为0.08μm～0.8μm。

33、根据本发明的一些实施方式，所述氧化镧的粒径(d50)为0.08μm～0.5μm。

34、本发明中通过对不同氧化物进行粒径控制，从而对最终形成的涂层结构进行控制，从而实现了对复合陶瓷棒的高温抗压性能的控制。

35、根据本发明的一些实施方式，所述涂层的厚度为0.5mm～0.8mm。

36、根据本发明的一些实施方式，所述涂层的厚度为0.5mm～0.6mm。

37、涂层的厚度过薄，则会导致涂层在石英陶瓷棒本体上的分布均匀性受到影响；从而影响到陶瓷棒最终的抗压强度，而涂层的厚度过厚，则会导致石英陶瓷棒本体的本发明第二方面提供了上述复合陶瓷棒的制备方法，包括以下步骤：

38、s1、将所述氧化铝、所述二氧化硅、所述氧化钇、所述氧化锆、所述氧化钪、所述氧化镧、所述粘接剂和所述溶剂混合后，制得混合浆料；

39、s2、将所述混合浆料涂覆在所述石英陶瓷棒本体表面，干燥后烧结；

40、所述烧结包括第一段烧结、第二段烧结和第三段烧结；

41、所述第二段烧结的温度为1100℃～1150℃。

42、根据本发明的一些实施方式，所述第一段烧结的温度为600℃～700℃。

43、根据本发明的一些实施方式，所述第一段烧结的时间为1h～2h。

44、根据本发明的一些实施方式，所述第二段烧结的时间为3h～5h。

45、根据本发明的一些实施方式，所述第三段烧结的温度为1200℃～1250℃。

46、根据本发明的一些实施方式，所述第三段烧结的时间为0.5h～1.5h。

47、根据本发明的一些实施方式，所述石英陶瓷棒本体采用石英砂制备得到。

48、根据本发明的一些实施方式，所述石英陶瓷棒本体采用石英砂通过注浆成型制备得到。

49、根据本发明的一些实施方式，步骤s1中所述混合为球磨混合。

50、根据本发明的一些实施方式，所述球磨混合的球料比为1：1～2。

51、根据本发明的一些实施方式，所述球磨混合的球磨速度为100rpm～120rpm。

52、根据本发明的一些实施方式，所述球磨混合的时间为8h～10h。

53、根据本发明的一些实施方式，所述干燥的温度为70℃～90℃。

54、根据本发明的一些实施方式，所述干燥的时间为5h～10h。

55、本发明第三方面提供了上述复合陶瓷棒在制备陶瓷辊棒中的应用。