專利名稱：一種陶瓷粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷粉體的制備領(lǐng)域。特別適用于一種賽隆陶瓷粉(Sialon)的制備方法。
賽隆陶瓷(Sialon)是氮化硅陶瓷中的一種，它是由Si、Al、O、N四種元素所組成的多結(jié)構(gòu)化合物群的總稱，賽隆陶瓷具有高溫強(qiáng)度高，紅硬性好，耐腐蝕，耐磨損，抗氧化和斷裂韌性高及抗熱震性好等優(yōu)點。這種陶瓷的現(xiàn)有生產(chǎn)方法通常是將Si3N4、Al2O3、ALN、SiO2和燒結(jié)助劑混合并冷壓成型后，再用常壓燒結(jié)或熱壓燒結(jié)的方法制成。這種燒結(jié)方法的主要缺點是陶瓷只能在燒結(jié)過程中反應(yīng)而成，而不能制造成粉體，這在陶瓷的應(yīng)用上受到了很大的限制，因此這種生產(chǎn)方法所制備的陶瓷材料不能滿足熱噴涂用料、梯度功能材料、粉末冶金方面用粉料的使用要求。另外有采用高嶺土合成賽隆陶瓷粉的生產(chǎn)方法，該方法是選擇成份為44.6％SiO2，39.6％Al2O3和少量Fe2O3雜質(zhì)的高嶺土與五倍SiO2摩爾含量的石墨混合后，在1350℃和80％N2+20％H2氣氛中氮化5小時，然后再在空氣中加熱到700℃保溫5小時，進(jìn)行除碳，產(chǎn)品出爐后再用28％的鹽酸進(jìn)行處理90分鐘后才制出賽隆粉體。該方法的不足是工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，而且成份中殘余相多，成份難于控制等。
本發(fā)明的目的是提出一種生產(chǎn)工藝簡單。經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)率高，成份控制準(zhǔn)確的賽隆陶瓷粉制備方法。
根據(jù)本發(fā)明的目的，我們所提出的生產(chǎn)賽隆陶瓷粉方法的基本原理是將原料配制后放于N2中，然后點燃部份反應(yīng)物反應(yīng)，由于有反應(yīng)物的放熱又促使其它反應(yīng)物參加反應(yīng)，由于反應(yīng)物在高壓N2中相互激發(fā)反應(yīng)，使得該反應(yīng)保證維持到全部反應(yīng)結(jié)束，并在反應(yīng)過程中形成賽隆陶瓷體，然后可根據(jù)不同的使用要求再進(jìn)行加工。
根據(jù)本發(fā)明的目的和原理，我們所提出生產(chǎn)賽隆陶瓷粉體的方法是按設(shè)計者所要求的成份含量進(jìn)行配制原料，其特征在于在反應(yīng)原料中應(yīng)混入(重量％)10-30％的賽隆陶瓷粉作為稀釋劑，然后將加入賽隆陶瓷粉稀釋劑的反應(yīng)料混勻并裝在高壓反應(yīng)器中充入N2氣，由金屬絲導(dǎo)電加熱點燃反應(yīng)料，待反應(yīng)結(jié)束后清理反應(yīng)物表面揮發(fā)物再破碎進(jìn)行濕磨。濕磨介質(zhì)為酒精，球磨比例是球、酒精，陶瓷料之比3∶1＝1，球磨后再將賽隆陶瓷粉料烘干即可。
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)賽隆陶瓷的工藝流程的形式為配料→反應(yīng)料燃燒反應(yīng)→反應(yīng)料表面揮發(fā)物的清理→濕球磨→成品。本發(fā)明方法對于通式為Si8-zAlzOzN8-z，(Z＝0～4.2)的β——賽隆(Sialon)可以用以下三個方程式表達(dá)反應(yīng)的形成過程……(1)……(2)……(3)在燃燒反應(yīng)過程中，維持反應(yīng)所需熱量來源是為保證反應(yīng)物能完全徹底的反應(yīng)，所以在反應(yīng)前將(重量％)10-30％的賽隆陶瓷粉作為稀釋劑加入并混均在反應(yīng)料中，其目的是降低反應(yīng)溫度和反應(yīng)產(chǎn)物易于破碎等特點。在本發(fā)明方法中的配料是根據(jù)設(shè)計者所設(shè)定的Z值，按上述三個方程式中的任一個方程式，按重量百分比稱取各種原料粉末，并加入適量賽隆陶瓷粉作稀釋劑，待粉料混合2小時后，放入高壓反應(yīng)器中，并充入60-100atm的N2氣。在本發(fā)明方法中是采用鎢絲通電點燃部份混合反應(yīng)料，反應(yīng)便自發(fā)的進(jìn)行燃燒，高壓反應(yīng)器內(nèi)壓力可升高到120-160atm，反應(yīng)時間大約為5～15分鐘，反應(yīng)料可完全燃燒結(jié)束，待反應(yīng)料冷卻后即可放壓并清理反應(yīng)料表面的揮發(fā)物。由于在本發(fā)明的制造方法中，采用加稀釋劑的混料，因此反應(yīng)后的產(chǎn)物賽隆陶瓷體稍加破碎后就可放入濕磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行球磨，濕磨介質(zhì)為酒精，磨料要求為球、酒精、賽隆陶瓷粉之比為3∶1∶1，球磨時間一般根據(jù)粉末粒度要求而定，本發(fā)明生產(chǎn)方法的磨粉時間為8小時。
采用本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)率高，賽隆瓷粉體的成份控制準(zhǔn)確等特點，另外更重要的一點是具有明顯的節(jié)能效果。
實施例根據(jù)本發(fā)明制造方法的要求，我們一共制備了6種不同成份含量的(Sialon)賽隆陶瓷粉體材料，其具體成份含量見表1。將原料粉混2小時后裝入高壓反應(yīng)器中，并由通電鎢絲點燃原料粉，反應(yīng)前充入N2壓力和反應(yīng)時N2壓力峰值見表2，在表2中所給出的是本發(fā)明實施例各工藝參數(shù)及粉體性能。待反應(yīng)結(jié)束后可對產(chǎn)品表面揮發(fā)物進(jìn)行清理，然后采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，再將碎料裝入濕磨機(jī)進(jìn)行球磨，球、酒精、料之比為3∶1∶1，球磨時間為8小時，其產(chǎn)品粉結(jié)果見表2。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)陶瓷粉的方法是按設(shè)計者要求成份含量進(jìn)行配制原料，其特征在于在反應(yīng)原料中應(yīng)混入(重量％)10～30％的賽隆陶瓷粉作為稀釋劑，再將混勻的反應(yīng)料裝入高壓反應(yīng)器中充入N2氣，并由金屬鎢絲通電點燃反應(yīng)料，反應(yīng)結(jié)束后清理反應(yīng)物表面揮發(fā)物再進(jìn)行破碎和濕磨，濕磨條件為球、酒精、料之比是3∶1∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于充入反應(yīng)器中N2量應(yīng)為60-100atm。
全文摘要
本發(fā)明屬于陶瓷粉體制備領(lǐng)域。特別適用于一種賽隆陶瓷粉的制造方法。該種方法是按設(shè)計者要求成分含量進(jìn)行配制原料，再在反應(yīng)原料中加入10～30％的賽隆粉作為稀釋劑，待料混勻后裝入高壓反應(yīng)器中充入60-100atm的N
文檔編號C04B35/00GK1168872SQ9711177
公開日1997年12月31日 申請日期1997年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月13日
發(fā)明者韓歡慶, 葛啟錄, 褚征軍 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院