[发明专利]一种远红外抗热震陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远红外抗热震陶瓷的制备方法，属于陶瓷材料制备领域。

背景技术

陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点，因而在高温工程方面得到越来越

广泛的应用。陶瓷作为结构和功能材料，已广泛应用于工农业和科学技术等各个领域，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。陶瓷材料作为工程陶瓷构件，主要用于高温领域。在高温环境下使用的陶瓷材料，需要经受力及应力循环的作用，有时还会受到环境介质的侵蚀和冲刷以及温度骤变的热震冲击等。从设计角度不但要考虑材料的温度水平，还要考虑材料承受热震冲击的能力。

陶瓷材料在热震冲击条件下，由于各向异性膨胀系数造成的热应力会高，因此，热冲击断裂与损伤是工程陶瓷材料失效的主要方式之一，也是评价工程陶瓷材料使用性能的一种重要性能指标，研究陶瓷材料的抗热震性能对于实际应用具有非常重要的意义阵。现有通过增强陶瓷抗热震性能的方法，主要通过减小材料的热膨胀系数，或者提升材料的热导率，添加硅酸盐和无机材料，但是上述方法制备的抗热震陶瓷韧性不足，容易破碎，无法满足现有生活对抗热震陶瓷的使用，所以制备一直具有远红外功能的抗热震陶瓷很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前通过添加无极材料金属氧化物和硅酸盐等制备高抗热陶瓷，减小材料的膨胀系数，抗热震陶瓷韧性不足，容易破碎无法满足现有生活对陶瓷的使用要求，提供了一种通过将聚乙烯醇缩丁醛和各类粉体混合球磨，随后对其烘干，制备干压坯体，再与无水乙醇和聚乙烯醇缩丁醛搅拌混合，负载球磨粉体，喷射包覆陶瓷胚体，制备一种远红外抗热震陶瓷，在保持其抗热震性能的同时，增强陶瓷的韧性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别选取15～20份SiO₂、10～30份MnO₂、10～30份Al₂O₃、10～30份TiO₂、10～30份MgO、10～30份Fe₂O₃、10～30份ZrO₂和10～30份CeO₂，将其置于球磨机中，并按总质量的40～50%，将聚乙烯醇缩丁醛缓慢滴加至球磨机，一边滴加一边对其碾磨，在250～300r/min速度下碾磨1.5～2h，制备得球磨聚合料浆；

（2）待碾磨完成后，将制得的球磨聚合料浆置于烘箱中，对其抽真空减压至-0.02～-0.01MPa，随后对其升温加热至95～100℃，随后，测试箱体压强，抽压保持其压力为-0.02～-0.01MPa，在95～100℃下，保温干燥6～8h；

（3）待保温干燥完成后，对其碾磨过筛，制备得80～120目粉料，随后，在20～30℃下，将粉料置于大小为10×10×1cm的不锈钢模具中，在30～32MPa下，通过粉末压片机将粉料压制10～20s，制备得干压胚体备用；

（4）按重量份数计，选取50～75份无水乙醇、5～10份的聚乙烯醇缩丁醛和20～40份的上述碾磨制备的80～120目粉料，在1200～1500r/min下搅拌混合，使粉体完全分散至无水乙醇中，搅拌分散10～15min，制备得陶瓷浆料；

（5）将上述陶瓷浆料置于喷枪中，在0.5～1.0MPa下，采用喷枪将陶瓷浆料喷射至上述制备的干压胚体中，将其包覆形成0.5～1cm的陶瓷浆料，随后在20～30℃下静置8～10h，使其自然固化后，将其送入温度为1200～1500℃的窑洞中，烧制20～24h，随后将其自然冷却退火10～12h，即可制备得一种远红外抗热震陶瓷。

所述的远红外抗热震陶瓷，能够发射波长为8～14μm的远红外射线。

本发明的应用方法是：将制备的远红外抗热震陶瓷制成干挂背槽式陶瓷幕墙，钢框架外形尺寸设计为3.6m×3.6m×5.9m，钢框架净重量为18kN，自振周期为0.30s。模型钢框架的变形和强度均满足9度要求，钢框架用高强螺栓刚性固定在振动台台面上。框架外侧焊接有高耐火结构钢管和工字钢作为横梁，竖向龙骨采用通用钢管(80mm×60mm×5mm)，横向龙骨采用角钢(L50mm×5mm)。在其外龙骨的4个立面安装远红外抗热震陶瓷。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以聚乙烯醇缩丁醛制备的红外辐射涂料经1100℃以上高温瓷化后，红外辐射涂层与基体的结合力增强，涂层抗热震性能提高了20～25%；