一種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，尤其是一種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前陶瓷材料發(fā)展迅速，并且在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如金屬材料，絕緣體，管道等等，但是現(xiàn)有的陶瓷存在以下問(wèn)題:如脆性太大，強(qiáng)度小，耐熱能力小等等，并且加工方法成本大，產(chǎn)品效益低，因此需要研究耐磨性好，硬度高，韌性好，耐震動(dòng)，耐熱，耐腐蝕等性能優(yōu)異的陶瓷材料。
[0003]在陶瓷材料的制備過(guò)程中，自動(dòng)化程度不高，許多中間環(huán)節(jié)需要依賴(lài)人工操作，實(shí)時(shí)性能不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)及方法，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的精確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的粉碎、攪拌和研磨等；結(jié)合了手動(dòng)控制和自動(dòng)控制，方便了操作，節(jié)約了能源，降低了成本，方便維修保護(hù)；實(shí)時(shí)性高，穩(wěn)定性好，可靠性高。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)，它包括:球磨模塊、PH值檢測(cè)模塊、感應(yīng)模塊、攪拌模塊、傳送模塊、閥門(mén)控制模塊、加熱模塊、PLC和水洗模塊；
感應(yīng)模塊包括設(shè)于球磨機(jī)、加熱裝置和攪拌裝置中的壓力傳感器，用于感應(yīng)加入原料的壓力值T，當(dāng)?shù)谝淮胃袘?yīng)到球磨機(jī)中加入原料的壓力值T>100N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)001 ;當(dāng)?shù)诙胃袘?yīng)到球磨機(jī)中加入原料的壓力值T>150N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)002 ;當(dāng)?shù)谝淮胃袘?yīng)到加熱裝置中加入原料的壓力值T>100N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)003 ;當(dāng)?shù)谌胃袘?yīng)到球磨機(jī)中加入原料的壓力值T>150N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)004 ;當(dāng)感應(yīng)到攪拌裝置中加入原料的壓力值T>100N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)005 ;當(dāng)?shù)诙胃袘?yīng)到加熱裝置中加入原料的壓力值T>150N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)006 ;當(dāng)?shù)谒拇胃袘?yīng)到球磨機(jī)中加入原料的壓力值T>200N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)007 ;當(dāng)?shù)谌胃袘?yīng)到加熱裝置中加入原料的壓力值T>150N時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)008 ;
PH值檢測(cè)模塊包括設(shè)于水洗裝置中的PH值檢測(cè)儀，用于檢測(cè)水洗裝置中的PH值，當(dāng)PH值=7時(shí)，向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)101 ;
PLC分別與球磨模塊、PH值檢測(cè)模塊、感應(yīng)模塊、攪拌模塊、傳送模塊、閥門(mén)控制模塊、加熱模塊和水洗模塊相連接；用于接收數(shù)字信號(hào)001，向球磨模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)201 ;接收數(shù)字信號(hào)301，向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)401，并向傳送模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)501 ;接收數(shù)字信號(hào)002，向球磨模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)202 ;接收數(shù)字信號(hào)302，向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)402，并向傳送模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)502 ;接收數(shù)字信號(hào)101，向水洗模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)701，并向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)403 ;接收數(shù)字信號(hào)003，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)801 ;接收數(shù)字信號(hào)004，向球磨模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)203 ;接收數(shù)字信號(hào)303，向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)404，并向傳送模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)503 ;接收數(shù)字信號(hào)005向攪拌模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)901 ;接收數(shù)字信號(hào)006，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)802 ;接收數(shù)字信號(hào)304，向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)405，并向傳送模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)504 ;接收數(shù)字信號(hào)007，向球磨模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)204 ;接收數(shù)字信號(hào)305，向閥門(mén)控制模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)406 ;接收數(shù)字信號(hào)008，向加熱模塊傳遞執(zhí)行信號(hào)803 ;
球磨模塊包括球磨機(jī)，所述球磨機(jī)上設(shè)有觸發(fā)按鈕一；用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)201，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨15h，完成后關(guān)閉球磨機(jī)，并向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)301 ;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)202，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨18-20h (優(yōu)選為19h)，完成后關(guān)閉球磨機(jī)；當(dāng)所述觸發(fā)按鈕一第一次被觸發(fā)后，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨2-3h (優(yōu)先為2.5h)，完成后關(guān)閉球磨機(jī)，并向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)302 ;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)203，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨4-6h(優(yōu)先為5h)，完成后關(guān)閉球磨機(jī)，并向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)303 ;當(dāng)所述觸發(fā)按鈕一第二次被觸發(fā)后，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨l_3h (優(yōu)先為2h)，完成后關(guān)閉球磨機(jī)，并向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)304 ;接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)204，啟動(dòng)球磨機(jī)，研磨16_18h (優(yōu)先為17h)，完成后關(guān)閉球磨機(jī)，并向PLC傳遞數(shù)字信號(hào)305 ;
閥門(mén)控制模塊包括設(shè)于球磨機(jī)底端的電磁閥一和設(shè)于水洗裝置底端的電磁閥二，用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)401、執(zhí)行信號(hào)402、執(zhí)行信號(hào)404、執(zhí)行信號(hào)405或執(zhí)行信號(hào)406，開(kāi)啟電磁閥一 15min后關(guān)閉；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)403，開(kāi)啟電磁閥二 15min后關(guān)閉；
傳送模塊包括設(shè)于球磨機(jī)與過(guò)篩裝置間的傳送裝置一和球磨機(jī)與水洗裝置間的傳送裝置二，用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)501、執(zhí)行信號(hào)503或執(zhí)行信號(hào)504，啟動(dòng)傳送裝置一，將物料送至過(guò)篩裝置；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)502，啟動(dòng)傳送裝置二，將物料送至水洗裝置；
水洗模塊包括水洗裝置，所述水洗裝置上設(shè)有觸發(fā)按鈕二，當(dāng)所述觸發(fā)按鈕二被觸發(fā)后，啟動(dòng)水洗裝置；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)701，關(guān)閉水洗裝置；
加熱模塊包括加熱裝置及設(shè)于加熱裝置的加熱器，用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)801或執(zhí)行信號(hào)802，啟動(dòng)加熱裝置，加熱至980-990 °C ；接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)803，啟動(dòng)加熱裝置，加熱至800-900°C后保溫2h，再次啟動(dòng)加熱裝置，加熱至1200-1350°C ；
攪拌模塊包括攪拌裝置，用于接收?qǐng)?zhí)行信號(hào)901，啟動(dòng)攪拌裝置，攪拌lh后關(guān)閉攪拌裝置；
由于采用上述方案，所述感應(yīng)模塊精確地感應(yīng)和裝置內(nèi)放入物料壓力值，避免了手動(dòng)觸發(fā)，加大了自動(dòng)化程度；
球磨裝置以一定速度將物料研磨至預(yù)定大小，使整個(gè)過(guò)程都可以用一級(jí)原料作為原料，減少了費(fèi)用；方便了整個(gè)過(guò)程的操作；根據(jù)研磨、加熱或攪拌程度事先設(shè)定好相應(yīng)的時(shí)間，減少了工作人員手動(dòng)操作的麻煩，加大了自動(dòng)化程度；閥門(mén)控制模塊的設(shè)定，總的控制了各個(gè)電磁閥的啟動(dòng)與關(guān)閉，傳送裝置的設(shè)立，避免了工作人員挪動(dòng)物料的麻煩；
進(jìn)一步地，所述水洗裝置與過(guò)濾裝置間設(shè)有連接導(dǎo)管一，所述電磁閥二設(shè)于連接導(dǎo)管一上。
[0006]由于采用上述方案，所述水洗裝置與過(guò)濾裝置通過(guò)連接導(dǎo)管，只要電磁閥二打開(kāi)，便能使水洗裝置中的物料流入過(guò)濾裝置，減少中間過(guò)程的人工操作，加大了自動(dòng)化程度，穩(wěn)定性好。
[0007]進(jìn)一步地，所述電磁閥一和電磁閥二皆可手動(dòng)開(kāi)閉。
[0008]由于采用上述方案，所述閥門(mén)控制模塊中的電磁閥，除了在控制系統(tǒng)中自動(dòng)開(kāi)閉夕卜，還可根據(jù)使用者需要手動(dòng)開(kāi)閉，實(shí)用性高，結(jié)合了自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，方便了操作；
進(jìn)一步地，所述過(guò)篩裝置設(shè)有平置的230目篩、120目篩和80目篩。
[0009]由于采用上述方案，將不同物料置于所需篩子，避免了頻繁換篩的麻煩，加大了自動(dòng)化程度；
進(jìn)一步地，所述一種新型特種陶瓷材料由下列重量份的原料制成:紅色粘土 40-50份，鈉長(zhǎng)石1-3份，納米級(jí)三氧化二鋁5-7份，氧化鎳1-3份，氧化鋅1-3份，五氧化二鈮5-7份，氮化硼5-7份，硅灰石5-7份，鋯酸鈉3-4份，助劑5-7份。
[0010]由于采用上述方案，紅色粘土具有很好的韌性，常溫遇水可塑，微干可雕，半干可壓、全干可磨，紅色粘土燒至900°c可成陶器能裝水，燒至1230°C則瓷化，可完全不吸水且耐高溫耐腐蝕，加入到陶瓷中，還能增加陶瓷的強(qiáng)度，提高耐摩擦的性能，并且增加其使用壽命；鈉長(zhǎng)石在陶瓷中作為一種溶劑原料，主要起瓷化作用，即利用鈉的高溫易熔性，降低坯件燒成溫度，前同事起到穩(wěn)定坯件的作用；納米三氧化二鋁能提高陶瓷的各項(xiàng)性能，能使陶瓷的晶粒、晶界以及它們之間的結(jié)合都處在納米水平，使陶瓷的細(xì)化晶界數(shù)量大幅度增加，進(jìn)一步使陶瓷的強(qiáng)度、韌性和超塑性大為提高，能降低陶瓷燒結(jié)溫度；氧化鋅作為一種重要的陶瓷化工熔劑原料，具有較強(qiáng)的助熔作用，能夠降低陶瓷的膨脹系數(shù)，提高其熱穩(wěn)定性，可以使陶瓷的機(jī)械和電性能得到改善；五氧化二鈮在陶瓷中作為一種改性添加劑；氮化硼能提高陶瓷的耐熱沖擊性，在急冷急熱情況下，降低陶瓷破裂的可能性，提高陶瓷的熱穩(wěn)定性，由于氮化硼具有類(lèi)似于石墨的層狀晶體結(jié)構(gòu)，也就具有了石墨相似的物理化學(xué)性能，使陶瓷在電絕緣、熱膨脹系數(shù)以及和大多數(shù)金屬不浸潤(rùn)等方面具備良好的性能；氧化鎳能夠提高陶瓷的耐腐蝕性能。
[0011]—種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)的智能制備方法，它包括以下步驟:
步驟1:安裝各裝置，打開(kāi)一種新型特種陶瓷材料的智能制備系統(tǒng)的電源；
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