一種高韌性陶瓷噴嘴材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成：氮化硅70?75份、氮化硼26?32份、納米碳化硅13?17份、氟化鎂10?14份、碳化鉻18?22份、氧化鋁15?19份、二硼化鈦13?17份、高嶺土5?8份、埃洛石3?6份、輕質(zhì)碳酸鈣1?5份、氧化鎂9?13份、水玻璃1?3份、乙酸正丁酯5.3?6.0份、羧甲基纖維素3.5?4.8份、環(huán)烷酸鉛0.8?1.6份。本發(fā)明還公開了所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法。本發(fā)明制備的陶瓷噴嘴強(qiáng)度高、韌性好，能夠大大提高陶瓷噴嘴的抗變形能力，致密度高，提高了噴嘴的耐沖刷性能，延長(zhǎng)了噴嘴的使用壽命。
【專利說明】
一種高韌性陶瓷噴嘴材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷噴嘴技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高韌性陶瓷噴嘴材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 非晶磁環(huán)是用非晶材料加工的磁性元件。根據(jù)所用非晶帶材的材質(zhì)不同，可分為 鐵基非晶，鈷基非晶等等。根據(jù)材料的形狀，可分為帶材型磁環(huán)和粉末型磁環(huán)。非晶磁環(huán)的 特點(diǎn)的飽和磁密遠(yuǎn)高于普通鐵氧體和粉末磁芯。非晶磁環(huán)或稱為金屬玻璃，它是20世紀(jì)70 年代問世的一種新型材料，是利用急冷技術(shù)將鋼液一次成型為厚度為30微米的薄帶，然后 通過薄帶繞制而成。
[0003] 在非晶磁環(huán)加工過程中，噴嘴是關(guān)鍵部件，熔融狀態(tài)的合金從噴嘴的狹縫中噴出， 被移動(dòng)的冷卻基質(zhì)快速冷卻凝固，從而生產(chǎn)出連續(xù)的非晶帶材。由于噴嘴的工作條件苛刻， 要求抗瞬時(shí)熱震、抗高速氣流沖擊、抗高溫熔融金屬的沖刷、耐化學(xué)腐蝕以及抗氧化?，F(xiàn)有 的陶瓷噴嘴材料普遍存在韌性不足、使用壽命短的缺陷，難以滿足市場(chǎng)對(duì)噴嘴性能日益提 高的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高韌性陶瓷噴嘴材料及其制備方法，以解決上述背景 技術(shù)中提出的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] 一種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成：氮化硅70-75份、氮化 硼26-32份、納米碳化硅13-17份、氟化鎂10-14份、碳化鉻18-22份、氧化鋁15-19份、二硼化 鈦13-17份、高嶺土 5-8份、埃洛石3-6份、輕質(zhì)碳酸鈣1-5份、氧化鎂9-13份、水玻璃1-3份、乙 酸正丁酯5.3-6.0份、羧甲基纖維素3.5-4.8份、環(huán)烷酸鉛0.8-1.6份。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成：氮化硅71-74份、氮化 硼27-31份、納米碳化硅14-16份、氟化鎂11-13份、碳化鉻19-21份、氧化鋁16-18份、二硼化 鈦14-16份、高嶺土 6-7份、埃洛石4-5份、輕質(zhì)碳酸鈣2-4份、氧化鎂10-12份、水玻璃1.5-2.4 份、乙酸正丁酯5.5-5.8份、羧甲基纖維素3.7-4.6份、環(huán)烷酸鉛0.9-1.4份。
[0008] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成:氮化硅72.5份、氮化 硼29份、納米碳化硅15份、氟化鎂12份、碳化鉻20份、氧化鋁17份、二硼化鈦15份、高嶺土 6.4 份、埃洛石4.7份、輕質(zhì)碳酸鈣3份、氧化鎂11份、水玻璃1.8份、乙酸正丁酯5.7份、羧甲基纖 維素4.2份、環(huán)烷酸鉛1.1份。
[0009] 所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0010] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合2-3h，獲得第一混 合粉料；
[0011] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在960-1000°C下煅燒處理1-2h，水淬，獲得煅 燒料；
[0012] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0013] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合5_6h，獲得第二混合粉料；
[0014] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0015] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、10-15Mpa、1350-1400°C下 進(jìn)行預(yù)燒結(jié)處理〇. 5-lh，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0016] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0017] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合l〇_13h，獲得坯料；
[0018] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[0019] 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、40-45Mpa、1850-1880°C下進(jìn)行燒 結(jié)處理，冷卻后獲得成品。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 本發(fā)明制備的陶瓷噴嘴強(qiáng)度高、韌性好，能夠大大提高陶瓷噴嘴的抗變形能力，致 密度高，提高了噴嘴的耐沖刷性能，增加了噴嘴對(duì)高溫金屬的耐腐蝕性能，減少噴嘴的堵包 現(xiàn)象，延長(zhǎng)了噴嘴的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 一種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅70份、氮化硼26 份、納米碳化硅13份、氟化鎂10份、碳化鉻18份、氧化鋁15份、二硼化鈦13份、高嶺土 5份、埃 洛石3份、輕質(zhì)碳酸鈣1份、氧化鎂9份、水玻璃1份、乙酸正丁酯5.3份、羧甲基纖維素3.5份、 環(huán)烷酸鉛0.8份。
[0025]本實(shí)施例中所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0026] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合2h，獲得第一混合 粉料；
[0027] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在960°C下煅燒處理Ih，水淬，獲得煅燒料；
[0028] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0029] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合5h，獲得第二混合粉料；
[0030] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0031] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、10Mpa、1350°C下進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)處理0.5h，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0032] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0033] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合IOh，獲得坯料；
[0034] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[0035] 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、40Mpa、1850°C下進(jìn)行燒結(jié)處理， 冷卻后獲得成品。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] -種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅72份、氮化硼32 份、納米碳化硅15份、氟化鎂14份、碳化鉻18份、氧化鋁16份、二硼化鈦14份、高嶺土 8份、埃 洛石3份、輕質(zhì)碳酸鈣2份、氧化鎂13份、水玻璃1份、乙酸正丁酯5.5份、羧甲基纖維素4.8份、 環(huán)烷酸鉛0.8份。
[0038] 本實(shí)施例中所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0039] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合3h，獲得第一混合 粉料；
[0040] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在970°C下煅燒處理2h，水淬，獲得煅燒料； [0041 ] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0042] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合5h，獲得第二混合粉料；
[0043] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0044] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、10Mpa、1400°C下進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)處理lh，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0045] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0046] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合I Ih，獲得坯料；
[0047] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[0048] 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、45Mpa、1860°C下進(jìn)行燒結(jié)處理， 冷卻后獲得成品。
[0049] 實(shí)施例3
[0050] -種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅72.5份、氮化硼 29份、納米碳化硅15份、氟化鎂12份、碳化鉻20份、氧化鋁17份、二硼化鈦15份、高嶺土 6.4 份、埃洛石4.7份、輕質(zhì)碳酸鈣3份、氧化鎂11份、水玻璃1.8份、乙酸正丁酯5.7份、羧甲基纖 維素4.2份、環(huán)烷酸鉛1.1份。
[0051 ]本實(shí)施例中所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0052] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合2.5h，獲得第一混 合粉料；
[0053] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在980°C下煅燒處理1.5h，水淬，獲得煅燒料；
[0054] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0055] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合5.5h，獲得第二混合粉料；
[0056] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0057] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、13Mpa、1380°C下進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)處理lh，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0058] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0059] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合12h，獲得坯料；
[0060] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[00611 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、42Mpa、1860°C下進(jìn)行燒結(jié)處理， 冷卻后獲得成品。
[0062] 實(shí)施例4
[0063] 一種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅74份、氮化硼28 份、納米碳化硅17份、氟化鎂12份、碳化鉻18份、氧化鋁16份、二硼化鈦17份、高嶺土 6份、埃 洛石6份、輕質(zhì)碳酸鈣2份、氧化鎂9份、水玻璃2份、乙酸正丁酯6.0份、羧甲基纖維素3.8份、 環(huán)烷酸鉛0.9份。
[0064]本實(shí)施例中所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0065] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合3h，獲得第一混合 粉料；
[0066] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在970°C下煅燒處理2h，水淬，獲得煅燒料；
[0067] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0068] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合5.5h，獲得第二混合粉料；
[0069] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0070] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、IlMpa、1390°C下進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)處理0.5h，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0071 ] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0072] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合IOh，獲得坯料；
[0073] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[0074] 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、45Mpa、1880°C下進(jìn)行燒結(jié)處理， 冷卻后獲得成品。
[0075] 實(shí)施例5
[0076] 一種高韌性陶瓷噴嘴材料，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅75份、氮化硼32 份、納米碳化硅17份、氟化鎂14份、碳化鉻22份、氧化鋁19份、二硼化鈦17份、高嶺土 8份、埃 洛石6份、輕質(zhì)碳酸鈣5份、氧化鎂13份、水玻璃3份、乙酸正丁酯6.0份、羧甲基纖維素4.8份、 環(huán)烷酸鉛1.6份。
[0077]本實(shí)施例中所述高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，步驟如下：
[0078] 1)稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合3h，獲得第一混合 粉料；
[0079] 2)將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在1000°C下煅燒處理2h，水淬，獲得煅燒料；
[0080] 3)將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用；
[0081] 4)稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投 入干法球磨機(jī)中，球磨混合6h，獲得第二混合粉料；
[0082] 5)將第二混合粉料在IOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物；
[0083] 6)將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、15Mpa、1400°C下進(jìn)行預(yù)燒 結(jié)處理lh，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物；
[0084] 7)將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末；
[0085] 8)將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲 基纖維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合13h，獲得坯料；
[0086] 9)將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯；
[0087] 10)將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、45Mpa、1880°C下進(jìn)行燒結(jié)處理， 冷卻后獲得成品。
[0088]對(duì)實(shí)施例1-5所制備的陶瓷噴嘴材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表所示。
[0089] 表1性能測(cè)試表
[0091] 從上表可以看出，本發(fā)明制備的陶瓷噴嘴強(qiáng)度高、韌性好，能夠大大提高陶瓷噴嘴 的抗變形能力，致密度高，提高了噴嘴的耐沖刷性能，增加了噴嘴對(duì)高溫金屬的耐腐蝕性 能，減少噴嘴的堵包現(xiàn)象，延長(zhǎng)了噴嘴的使用壽命。
[0092] 上面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方 式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下 作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高韌性陶瓷噴嘴材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料組成:氮化硅70-75份、氮化硼26-32份、納米碳化硅13-17份、氟化鎂10-14份、碳化鉻18-22份、氧化鋁15-19 份、二硼化鈦13-17份、高嶺土 5-8份、埃洛石3-6份、輕質(zhì)碳酸鈣1-5份、氧化鎂9-13份、水玻 璃1 -3份、乙酸正丁酯5.3-6.0份、羧甲基纖維素3.5-4.8份、環(huán)烷酸鉛0.8-1.6份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性陶瓷噴嘴材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料 組成:氮化硅71-74份、氮化硼27-31份、納米碳化硅14-16份、氟化鎂11-13份、碳化鉻19-21 份、氧化鋁16-18份、二硼化鈦14-16份、高嶺土 6-7份、埃洛石4-5份、輕質(zhì)碳酸鈣2-4份、氧化 鎂10-12份、水玻璃1.5-2.4份、乙酸正丁酯5.5-5.8份、羧甲基纖維素3.7-4.6份、環(huán)烷酸鉛 0.9-1.4份。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性陶瓷噴嘴材料，其特征在于，由以下按照重量份的原料 組成:氮化硅72.5份、氮化硼29份、納米碳化硅15份、氟化鎂12份、碳化鉻20份、氧化鋁17份、 二硼化鈦15份、高嶺土 6.4份、埃洛石4.7份、輕質(zhì)碳酸鈣3份、氧化鎂11份、水玻璃1.8份、乙 酸正丁酯5.7份、羧甲基纖維素4.2份、環(huán)烷酸鉛1.1份。4. 一種如權(quán)利要求1-3任一所述的高韌性陶瓷噴嘴材料的制備方法，其特征在于，步驟 如下： 1) 稱取氟化鎂、碳化鉻和高嶺土，投入干法球磨機(jī)中，球磨混合2_3h，獲得第一混合粉 料； 2) 將第一混合粉料投入至煅燒爐中，在960-1000°C下煅燒處理l_2h，水淬，獲得煅燒 料； 3 )將煅燒料粉碎后，獲得煅燒粉末，備用； 4) 稱取氮化硅、氮化硼、納米碳化硅、氧化鋁、二硼化鈦、埃洛石和輕質(zhì)碳酸鈣，投入干 法球磨機(jī)中，球磨混合5-6h，獲得第二混合粉料； 5) 將第二混合粉料在lOOMpa下進(jìn)行等靜壓處理，獲得等靜壓產(chǎn)物； 6) 將等靜壓產(chǎn)物放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、10-15Mpa、1350-1400°C下進(jìn)行 預(yù)燒結(jié)處理0.5-lh，獲得預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物； 7 )將預(yù)燒結(jié)產(chǎn)物粉碎后，獲得預(yù)燒結(jié)粉末； 8) 將預(yù)燒結(jié)粉末與煅燒粉末混合，稱取并加入氧化鎂、水玻璃、乙酸正丁酯、羧甲基纖 維素和環(huán)烷酸鉛，投入至干法球磨機(jī)中，球磨混合l〇_13h，獲得坯料； 9) 將坯料在150Mpa下壓制成型，獲得素坯； 10) 將素坯放入熱壓燒結(jié)爐中，在惰性氣體氛圍、40-45Mpa、1850-1880°C下進(jìn)行燒結(jié)處 理，冷卻后獲得成品。
【文檔編號(hào)】C04B35/584GK106007731SQ201610338594
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】王維娜
【申請(qǐng)人】王維娜