[发明专利]高性能新型陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能新型陶瓷材料及其制备方法，所述陶瓷材料，以重量份为单位，包括以下原料：氧氯化锆32‑56份、硝酸钇3‑5份、镁铝尖晶石粉10‑13份、氧化铜2‑4份、氮化锌3‑6份、玻璃纤维0.3‑0.5份、膨润土1‑2份、甲基氢二氯硅烷1.2‑2.5份、六水氯化镁0.4‑0.7份、氢氧化铝0.2‑0.5份，所述陶瓷材料是经过原料粉碎、球磨、微波处理、煅烧等步骤制成的。用本发明陶瓷材料制成的陶瓷件耐磨性高，磨损体积≤0.79mm³，耐磨性能优异，有利于使用的连续性和持久性，特别适合应用于各种陶瓷阀门，并可广泛应用于其它要求耐磨性高的陶瓷设备或工具。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种高性能新型陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

特种陶瓷已广泛应用于现代工业的各个领域，特别是氧化锆陶瓷。氧化锆陶瓷不仅具有其它特种陶瓷所具有的耐酸性、耐碱性、耐腐蚀性好、硬度高的特征，同时还具有良好的韧性，因而氧化锆陶瓷在许多行业的使用越来越广泛，如陶瓷阀门、陶瓷管道、陶瓷轴承、陶瓷研磨器、高耐磨厨具等。

以陶瓷阀门为例。许多压力运送粉尘或含固颗粒浆液的行业，因金属阀门磨蚀、腐蚀快，要经常停机更换，影响连续生产，还会带来巨大的经济损失。现在许多这种对阀门有高腐蚀、高磨蚀行业多采用陶瓷阀门，同时希望陶瓷阀门的耐腐蚀、耐磨蚀性越高越好。

而陶瓷阀门的陶瓷部分一般由氧化锆陶瓷粉体制成，现有技术制成的陶瓷阀门耐磨性较低，未能满足应用需求。

发明内容

本发明提供一种高性能新型陶瓷材料及其制备方法，以解决现有技术制成的陶瓷阀门耐磨性较低，未能满足应用需求的问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高性能新型陶瓷材料，以重量份为单位，包括以下原料：氧氯化锆32-56份、硝酸钇3-5份、镁铝尖晶石粉10-13份、氧化铜2-4份、氮化锌3-6份、玻璃纤维0.3-0.5份、膨润土1-2份、甲基氢二氯硅烷1.2-2.5份、六水氯化镁0.4-0.7份、氢氧化铝0.2-0.5份。

本发明的技术原理：膨润土不仅可以作为一种良好的胶结材料，而且可以起到骨架的效果，在本发明的高性能新型陶瓷材料中起到骨架的作用，提高新型陶瓷的硬度，进而减少磨损体积，提高耐磨性。甲基氢二氯硅烷利用其自身的硅氢键，通过发生硅氢化反应，与膨润土表面的活性基团结合，可以有效促进膨润土的分散。另外甲基氢二氯硅烷可负载在膨润土的孔道中，在较高的温度下烧结时，使得甲基氢二氯硅烷有效分解，产生的硅原子具有桥接作用，可连接膨润土骨架，进而促进高性能新型陶瓷在较低的温度下不会过渡内部收缩，从而增强低温硬度，进而减少磨损体积，提高耐磨性。此外甲基氢二氯硅烷在较高的温度下烧结时，分解后得到的硅碳化合物可以提高陶瓷的硬度，进而减少磨损体积，提高耐磨性。甲基氢二氯硅烷具有H键效果，另外甲基氢二氯硅烷可与膨润土的碱性氧化物融合，在较高的温度下烧结时，膨润土、甲基氢二氯硅烷、六水氯化镁、氢氧化铝四者可复合形成Si-Al-Mg-Cl非金属合金的骨架，进而提高低温硬度，从而减少磨损体积，提高耐磨性。

进一步地，所述的高性能新型陶瓷材料，以重量份为单位，包括以下原料：氧氯化锆45份、硝酸钇4份、镁铝尖晶石粉12份、氧化铜3份、氮化锌5份、玻璃纤维0.4份、膨润土1.6份、甲基氢二氯硅烷2份、六水氯化镁0.5份、氢氧化铝0.4份。

进一步地，所述的镁铝尖晶石粉的粒度为2000-3000目。

本发明还提供一种高性能新型陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将氧氯化锆、硝酸钇、镁铝尖晶石粉、氧化铜、氮化锌、玻璃纤维、膨润土、甲基氢二氯硅烷、六水氯化镁、氢氧化铝放入粉碎机中粉碎，制得混合粉体a；

S2：将步骤S1制得的混合粉体a放入球磨机中处理，过筛子，制得混合粉体b；