一种新型特种陶瓷材料的智能制备系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制领域，尤其是一种新型特种陶瓷材料的智能制备系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前陶瓷材料发展迅速，并且在各个领域应用广泛，如金属材料，绝缘体，管道等等，但是现有的陶瓷存在以下问题:如脆性太大，强度小，耐热能力小等等，并且加工方法成本大，产品效益低，因此需要研究耐磨性好，硬度高，韧性好，耐震动，耐热，耐腐蚀等性能优异的陶瓷材料。
[0003]在陶瓷材料的制备过程中，自动化程度不高，许多中间环节需要依赖人工操作，实时性能不高。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种新型特种陶瓷材料的智能制备系统及方法，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。
[0005]本发明采用的技术方案如下:
一种新型特种陶瓷材料的智能制备系统，它包括:球磨模块、PH值检测模块、感应模块、搅拌模块、传送模块、阀门控制模块、加热模块、PLC和水洗模块；
感应模块包括设于球磨机、加热装置和搅拌装置中的压力传感器，用于感应加入原料的压力值T，当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001 ;当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 ;当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 ;当第三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004 ;当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 ;当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 ;当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 ;当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 ;
PH值检测模块包括设于水洗装置中的PH值检测仪，用于检测水洗装置中的PH值，当PH值=7时，向PLC传递数字信号101 ;
PLC分别与球磨模块、PH值检测模块、感应模块、搅拌模块、传送模块、阀门控制模块、加热模块和水洗模块相连接；用于接收数字信号001，向球磨模块传递执行信号201 ;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 ;接收数字信号002，向球磨模块传递执行信号202 ;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 ;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 ;接收数字信号003，向加热模块传递执行信号801 ;接收数字信号004，向球磨模块传递执行信号203 ;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 ;接收数字信号005向搅拌模块传递执行信号901 ;接收数字信号006，向加热模块传递执行信号802 ;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 ;接收数字信号007，向球磨模块传递执行信号204 ;接收数字信号305，向阀门控制模块传递执行信号406 ;接收数字信号008，向加热模块传递执行信号803 ;
球磨模块包括球磨机，所述球磨机上设有触发按钮一；用于接收执行信号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 ;接收执行信号202，启动球磨机，研磨18-20h (优选为19h)，完成后关闭球磨机；当所述触发按钮一第一次被触发后，启动球磨机，研磨2-3h (优先为2.5h)，完成后关闭球磨机，并向PLC传递数字信号302 ;接收执行信号203，启动球磨机，研磨4-6h(优先为5h)，完成后关闭球磨机，并向PLC传递数字信号303 ;当所述触发按钮一第二次被触发后，启动球磨机，研磨l_3h (优先为2h)，完成后关闭球磨机，并向PLC传递数字信号304 ;接收执行信号204，启动球磨机，研磨16_18h (优先为17h)，完成后关闭球磨机，并向PLC传递数字信号305 ;
阀门控制模块包括设于球磨机底端的电磁阀一和设于水洗装置底端的电磁阀二，用于接收执行信号401、执行信号402、执行信号404、执行信号405或执行信号406，开启电磁阀一 15min后关闭；接收执行信号403，开启电磁阀二 15min后关闭；
传送模块包括设于球磨机与过筛装置间的传送装置一和球磨机与水洗装置间的传送装置二，用于接收执行信号501、执行信号503或执行信号504，启动传送装置一，将物料送至过筛装置；接收执行信号502，启动传送装置二，将物料送至水洗装置；
水洗模块包括水洗装置，所述水洗装置上设有触发按钮二，当所述触发按钮二被触发后，启动水洗装置；接收执行信号701，关闭水洗装置；
加热模块包括加热装置及设于加热装置的加热器，用于接收执行信号801或执行信号802，启动加热装置，加热至980-990 °C ；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 ；
搅拌模块包括搅拌装置，用于接收执行信号901，启动搅拌装置，搅拌lh后关闭搅拌装置；
由于采用上述方案，所述感应模块精确地感应和装置内放入物料压力值，避免了手动触发，加大了自动化程度；
球磨装置以一定速度将物料研磨至预定大小，使整个过程都可以用一级原料作为原料，减少了费用；方便了整个过程的操作；根据研磨、加热或搅拌程度事先设定好相应的时间，减少了工作人员手动操作的麻烦，加大了自动化程度；阀门控制模块的设定，总的控制了各个电磁阀的启动与关闭，传送装置的设立，避免了工作人员挪动物料的麻烦；
进一步地，所述水洗装置与过滤装置间设有连接导管一，所述电磁阀二设于连接导管一上。
[0006]由于采用上述方案，所述水洗装置与过滤装置通过连接导管，只要电磁阀二打开，便能使水洗装置中的物料流入过滤装置，减少中间过程的人工操作，加大了自动化程度，稳定性好。
[0007]进一步地，所述电磁阀一和电磁阀二皆可手动开闭。
[0008]由于采用上述方案，所述阀门控制模块中的电磁阀，除了在控制系统中自动开闭夕卜，还可根据使用者需要手动开闭，实用性高，结合了自动控制和手动控制，方便了操作；
进一步地，所述过筛装置设有平置的230目筛、120目筛和80目筛。
[0009]由于采用上述方案，将不同物料置于所需筛子，避免了频繁换筛的麻烦，加大了自动化程度；
进一步地，所述一种新型特种陶瓷材料由下列重量份的原料制成:红色粘土 40-50份，钠长石1-3份，纳米级三氧化二铝5-7份，氧化镍1-3份，氧化锌1-3份，五氧化二铌5-7份，氮化硼5-7份，硅灰石5-7份，锆酸钠3-4份，助剂5-7份。
[0010]由于采用上述方案，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。
[0011]—种新型特种陶瓷材料的智能制备系统的智能制备方法，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