專利名稱：復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料及其工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)，特別屬于韌性復(fù)相陶瓷材料及其制作方法，它能用于閥門閘片材料。
陶瓷材料在現(xiàn)代工業(yè)中扮演了重要角色，但由于使用上比較脆性，在推廣應(yīng)用上受到一定的局限性。例如，在礦業(yè)上大量使用的閥門，其鋼制閘片受腐蝕和磨損非常厲害，使用壽命僅1-2個(gè)月，嚴(yán)重影響礦業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。各礦區(qū)單位迫切要求閥門行業(yè)研制新閘片，陶瓷材料耐磨、耐腐蝕、耐高溫是可替代的候選材料，但改變脆性，增強(qiáng)增韌，是科研人員研究課題的方向。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料及其工藝，它能夠有效地提高陶瓷材料的韌性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其要點(diǎn)是占總重量比例為28-30％的亞微末Tic和70-72％的納米Al2O3，二種粉末配料構(gòu)成復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料。
復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料的制備工藝，其要點(diǎn)是(1)粉體的制備按重量百分比28-30％亞微末Tic和70-72％的納米Al2O3二種粉末，經(jīng)2-2.5小時(shí)的振動(dòng)球磨，成為平均粒徑分別為0.7和0.5μm的微細(xì)粉末；(2)粉體的混合將100份0.7和0.5μm的微細(xì)粉末和25份水進(jìn)行球磨，滴加MgSo4液體，滴入量為粉末和水總和的0.7-1.2％，球磨24小時(shí)，將混合漿烘干，烘干溫度100-110℃，成為均勻混合復(fù)合粉體；(3)凝膠鑄模成型按總重量百分比，80-82％復(fù)合粉體，0.09-0.1％聚酰胺，5.5-6％丙三醇，12-15％水，0.12％催化劑，形成漿狀后充模，置入真空烘箱成坯體，烘箱溫度75-80℃，時(shí)間1.2-1.5小時(shí)；(4)熱壓燒結(jié)將脫模后坯體置于石墨電阻爐中熱壓燒結(jié)，升溫1650-1750℃，爐內(nèi)壓力20-22.5Mpa，注入N2，燒結(jié)時(shí)間30-40分鐘，保溫1200-1500℃，保溫時(shí)間1-1.5小時(shí)。
本發(fā)明由納米Al2O3和亞微米Tic構(gòu)成的復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料，顯微結(jié)構(gòu)細(xì)化，提高了材料的韌性，采用凝膠鑄模成型及熱壓燒結(jié)，使相對(duì)密度與力學(xué)性能大大提高，經(jīng)機(jī)械工業(yè)材料性能測(cè)試技術(shù)中心和機(jī)械工業(yè)通用機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)所測(cè)量結(jié)果表明，材料相對(duì)密度P/PO 99.6，洛氏硬度HRa 93，強(qiáng)度Mpa 582，韌度Mpa.m1/27.5，陶瓷材料韌性顯著提高，能適用閥門閘片，耐用性好。
本發(fā)明的實(shí)施例如下配料的重量百分比，28％亞微末Tic顆粒徑為3μm和72％納米Al2O3，粒徑50nm，α相＞95％，β相＜5％，倒入高振動(dòng)球磨機(jī)內(nèi)，在常溫高壓下，經(jīng)2小時(shí)振動(dòng)球磨，成微細(xì)粉末，粒徑分別為0.7和0.5μm，將100份0.7和0.5μm微細(xì)粉末和25份水倒入球磨機(jī)內(nèi)球磨，進(jìn)行粉體混合，球磨時(shí)滴入MgSO4液體，滴入量為粉末和水總和的1％，用PH測(cè)定儀測(cè)定漿料，使其PH值控制在7.5-7.8，球磨時(shí)間24小時(shí)，后通過烘干，溫度為105℃，得到均勻混合復(fù)合粉末，然后凝膠鑄模成型，將復(fù)合粉體80％，聚酰胺0.1％，丙三醇6％，水13％，攪拌，加入物料總量的0.12％生物酶作催化劑，成漿狀后充模，在真空烘箱內(nèi)烘，烘箱溫度80℃，時(shí)間13小時(shí)，這時(shí)漿狀有機(jī)體發(fā)生聚合，體系膠凝，成坯體，再脫模，然后熱壓燒結(jié)，將坯體置于石墨電阻爐中，升溫1700℃，爐內(nèi)壓力22.5Mpa，注入N2，燒結(jié)時(shí)間為40分鐘，在1小時(shí)內(nèi)保溫1500℃。
權(quán)利要求
1.復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其特征在于占總重量比例為28-30％的亞微末Tic和70-72％的納米Al2O3，兩種粉末配料構(gòu)成復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料。
2.復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料制備工藝，其特征在于(1)粉體的制備按重量百分比28-30％亞微末Tic和70-72％納米Al2O3二種粉末，經(jīng)2-2.5小時(shí)的振動(dòng)球磨，成為平均粒徑分別為0.7和0.5μm的微細(xì)粉末，(2)粉體的混合將100份0.7和0.5μm的微細(xì)粉末和25份水進(jìn)行球磨，滴加MgSO4液體，滴入量為粉末和水總和的0.7-1.2％，球磨24小時(shí)，將混合漿烘干，烘干溫度100-110℃，成為均勻混合復(fù)合粉體，(3)凝膠鑄模成型按總重量百分比，80-82％復(fù)合粉體，0.09-0.1％聚酰胺，5.5-6％丙三醇，12-15％水，0.12％催化劑，形成漿狀后充模，置入真空烘箱成坯體，烘箱溫度75-80℃，時(shí)間1.2-1.5小時(shí)，(4)熱壓燒結(jié)將脫模后坯體置于石墨電阻爐中熱壓燒結(jié)，升溫1650-1750℃，爐內(nèi)壓力20-22.5Mpa，注入N2，燒結(jié)時(shí)間30-40分鐘，保溫1200-1500℃，保溫時(shí)間1-1.5小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù),為提高陶瓷材料韌性,本發(fā)明提供一種復(fù)相結(jié)構(gòu)陶瓷材料,它的配料重量百分比為28—30%亞微末和70—72%納米Al
文檔編號(hào)C04B35/10GK1277172SQ00119430
公開日2000年12月20日 申請(qǐng)日期2000年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月11日
發(fā)明者洪鵬峰 申請(qǐng)人:上海特倫陶瓷閥門制造有限公司