[发明专利]一种用于制备碳化硼防弹陶瓷的造粒机

说明书

技术领域

本发明属于防弹陶瓷领域，具体涉及一种用于制备碳化硼防弹陶瓷的造粒机。

背景技术

陶瓷基复合防弹材料的核心部件是防弹陶瓷，在目前已有的各种防弹陶瓷中，碳化硼，(B₄C)陶瓷具有最轻的比重，最高的硬度和弹性模量，是除金刚石、立方相氮化硼外最坚硬的材料，是现代轻质防弹材料的首选抗弹陶瓷材料。B₄C的熔点高达2350℃，塑性差，晶界移动阻力很大，因此B₄C陶瓷的制备相对困难，目前B₄C陶瓷的制备主要是热压烧结、无压烧结、反应烧结三种工艺，热压烧结需要粒度≤3.5微米的细粉，并且工艺成本极高，无压烧结需要粒度≤1微米的超细粉，烧结温度较高，产品收缩大，尺寸精度不宜控制，反应烧结温度低，净尺寸烧结等优点，具有良好的应用前景。目前反应烧结B₄C工艺采用真空渗硅方法，在该工艺生产过程中，碳化硼固相因于液相硅反应而大费损耗，减弱了碳化硼材料的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备碳化硼防弹陶瓷的造粒机，该造粒机包括浆料桶，泵，泵电机，喷盘，喷盘电机，鼓风机，造粒机桶，超声装置，所述浆料桶与泵连通，所述泵与喷盘连通，所述造粒机桶设在喷盘下方且与喷盘连通，所述超声装置设在造粒机桶下方且与造粒机桶连通，所述喷盘设有风口，所述风口与鼓风机连接，所述超声装置设有出料口。

作为优选，所述泵为蠕动泵，所述地蠕动泵将浆料均匀连续的抽取到喷盘中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的造粒机结构上将超声装置与喷盘连接在一起，可以使得树脂均匀的包覆在碳化硼表面，显著提高了碳化硼防弹陶瓷的性能。

附图说明

图1为本发明提供的造粒机的结构简易图；

图2为本发明提供的防弹插板防弹测试中碳化硼冲击面；

图3为本发明提供的防弹插板防弹测试中的超高分子量聚乙烯背板穿透情况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的说明。

实施例1

1)将B₄C粉和改性酚醛树脂在球磨机中球磨12小时，形成浆料；球磨原料配方为B₄C质量900g，改性酚醛树脂80g，PVA5g，甘油4g，PEG 2g，无水乙醇1000g，且B₄C由三种粒度的粉末级配而成，球磨介质为碳化硅球，所述碳化硅球与上述原料配方的重量比例为1:2，其中B₄C粉平均粒度8-10微米，质量占B₄C总质量的50％；另一种B₄C粉平均粒度20-25微米，质量占B₄C总质量的30％；第三种B₄C粉平均粒度2-4微米，质量占B₄C总质量的20％。

2)用自制造粒机进行造粒，造粒机为本申请的发明人自制的造粒机，具体造粒机的结构如图1所示，包括浆料桶1，蠕动泵电机，蠕动泵2，喷盘3，喷盘电机，造粒机桶4，超声装置6，出料口7，所述浆料桶1与蠕动泵2连通，所述蠕动泵2与喷盘3连通，所述喷盘3与造粒机桶4连通，所述造粒机桶4与超声装置6连通，所述喷盘设有风口，其中所述风口可以为沿喷盘中心轴线上周围开设的通孔。所述风口与鼓风机连接，所述超声装置内通入去离子水5。

所述造粒机的具体工作步骤为：1)将喷盘3转速设定为300转/分钟，超声装置的频率设定为40-60KHz；驱动蠕动泵电机，将上述步骤1)中球磨好的浆料桶中的浆料通过蠕动泵2输送到造粒机顶端的喷盘3中，喷盘电机驱动系统驱动喷盘3旋转，旋转的喷盘3通过离心作用将浆料分散，鼓风机通过风口将分散的浆料吹至底部带有超声装置6的水中，颗粒不溶于水而沉淀至底部，这样，酚醛树脂就很好的均匀地包覆在B₄C表面；雾化结束后通过造粒机的出料口7将颗粒和水分离，将得到的颗粒烘干，干燥温度为110℃，烘干后得到造粒粉。

3)选择模具，将上述得到的造粒粉模压成型，得到压坯，

4)然后将压坯在网带炉中加热，树脂分解并产生包覆碳源，得到坯体，网带炉中压坯最高分解温度820-850℃，，网带速率80-90mm/min。