[发明专利]一种氧化锆‑硼化锆双层复合陶瓷发热体及其制备方法

摘要

本发明公开一种氧化锆‑硼化锆双层复合陶瓷发热体，所述发热体的发热段和过渡段均由内外两层陶瓷结构构成，内层为实芯结构的ZrB2基质复合陶瓷，外层为ZrO2基质复合陶瓷；所述的ZrO2基质复合陶瓷由ZrO2复合粉料制成，ZrO2复合粉料由ZrO2、CaO、Y2O3、Al2O3、CeO2、MgO和TiO2制成；所述的ZrB2基质复合陶瓷由ZrB2、SiC、B4C、Zr、B、C和ZrO2复合粉料经制成。本发明的发热体可在氧化环境下提供2000~2100℃的高温，有效地克服了氧化锆发热体在使用过程中复杂的双加热系统以及二硼化锆复合陶瓷发热体在1800℃以上的氧化气氛中抗氧化能力差等缺点。

主权项

一种氧化锆‑硼化锆双层复合陶瓷发热体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、按照以下质量百分比称取ZrO275~95%、CaO0.1~5%、Y2O31~20%、Al2O30.05~1%、CeO20.1~25%、MgO0.2~20%和TiO20.05~1%，各组分配比之和为100%，并加入到振动磨中，细磨8～20h，然后在110～150℃温度条件下烘干4～10h，烘干完成后过30～80目筛，得到ZrO2复合粉料，备用；再按照每百克ZrO2复合粉料加15～18g蜡的比例加入混合蜡，加入完成后在温度为70～150℃条件下混合均匀，得到外层蜡浆料，备用；步骤二、按照以下质量百分比称取以下物料ZrB245～90%、SiC2～30%、B4C0.5～6%、Zr0～3%、B0～6%、C0～10%和ZrO2复合粉料1.5～25%，各组分配比之和为100%，加入到球磨机中，按照每百克物料加入50～100mL酒精的量向球磨机中加入酒精，然后混合球磨8～20h，球磨完成后在旋转蒸发仪中烘干，过30～80目筛，得到混合粉料，备用；再按照每百克混合粉料加15～18g蜡的比例加入混合蜡，加入完成后在温度为70～150℃条件下混合均匀，得到内层蜡浆料，备用；步骤三、将得到的内层蜡浆料和外层蜡浆料分别注入到发热体模具中，经温等静压机制成素坯，将素坯装入石墨匣钵内，然后置于等静压烧结炉中真空脱蜡，脱蜡完成后，通入氩气，并逐级升温烧结，烧结完成后升高压力，保温1～2h，即得到氧化锆‑硼化锆双层复合陶瓷发热体。