一種耐高溫部件用陶瓷材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及陶瓷材料技術領域，更具體地說是一種耐高溫部件用陶瓷材料及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材 料。它具有尚恪點、尚硬度、尚耐磨性、耐氧化等優點。可用作結構材料、刀具材料，由于陶 瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。
[0003] 目前耐高溫部件用陶瓷材料多用金屬陶瓷材料，而常用的金屬陶瓷材料主要集中 在碳化硼上，其主要成分是碳化硼和一定的粘結相金屬（鎳、鉬等）組成。碳化硼在硬度、 韌性和抗彎強度等方面都具有比較好的性能，但是由于鎢本身密度很高，碳化硼材料的密 度一直是局限其應用的重要阻礙。而且鎢的資源有限，價格較高，大量采用碳化硼會使產品 的成本較高，不利于市場競爭和資源節約。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了彌補現有技術的不足，提供一種全新的耐高溫部件用陶瓷材 料及其制備方法。
[0005] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的： 一種耐高溫部件用陶瓷材料，由以下重量份原料制成：硼化鋯20-30、硼化鈦60-80、電 熔鎂砂4-6、焦寶石2-3、藍晶石5-7、焦炭粉2-3、巖棉粉1-2、硅酸鋁纖維2-3、三氧化二銻 1-3、二苯基甲烷二異氰酸酯3-5、二氧化錳0. 5-1、硅酸三鈣1-2、乙醇適量、添加劑5-7 ; 所述添加劑由以下重量份原料制成：碳化硼10-12、三聚磷酸二氫鋁8-10、氮化硅6-8、 玄武巖10-14、海砂8-11、硬脂酸鎂0. 4-0. 8、正硅酸乙酯2-3、碳納米管0. 6-0. 8、正己醇 6-8、月桂酰胺丙基甜菜堿0.5-1 ;制備方法為：將碳化硼、玄武巖、藍晶石在800-1000°C下 煅燒2-3小時，取出后和三聚磷酸二氫鋁、氮化硅混合磨粉，將硬脂酸鎂、正硅酸乙酯、碳納 米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜堿混合，在50-60°C下處理20-30分鐘后加入上述磨制的 混合粉，將溫度調至30-40°C后處理50-60分鐘，取出后研磨過200-300目篩即可。
[0006] -種耐高溫部件用陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將硼化鋯、硼化鈦、電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、三氧化二銻、硅酸三鈣、硅酸鋁纖維 混合后在920-970°C下煅燒1-2小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨 時間為5_12h，得混合粉備用； (2) 將二苯基甲烷二異氰酸酯、二氧化錳、乙醇混合，在30-40°C下處理40-50分鐘后加 入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20-30分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、添加劑以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度邊攪拌邊 加熱，加熱至50-70°C時保溫20-30分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130-160MPa，壓制用 時為5-8h即得。
[0007] 本發明的優點在于： 本發明的陶瓷材料以硼化鋯、硼化鈦為主要成分，并添加有電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、 硅酸鋁纖維等原料，使制得的陶瓷材料強度高，耐高溫性能好，成分三氧化二銻具有阻燃的 作用，添加劑中的月桂酰胺丙基甜菜堿成份具有和殺菌的作用，本陶瓷材料整體性能好，適 用于各種耐高溫部件的制作。
【具體實施方式】
[0008] 實施例1 一種耐高溫部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化鋯20、硼化鈦60、電熔鎂 砂4、焦寶石2、藍晶石5、焦炭粉2、巖棉粉1、硅酸鋁纖維2、三氧化二銻1、二苯基甲烷二異 氰酸酯3、二氧化錳0. 5、硅酸三鈣1、乙醇適量、添加劑5 ; 所述添加劑由以下重量（kg)原料制成：碳化硼10、三聚磷酸二氫鋁8、氮化硅6、玄武 巖10、海砂8、硬脂酸鎂0. 4、正硅酸乙酯2、碳納米管0. 6、正己醇6、月桂酰胺丙基甜菜堿 〇. 5 ;制備方法為：將碳化硼、玄武巖、藍晶石在800°C下煅燒2小時，取出后和三聚磷酸二氫 鋁、氮化硅混合磨粉，將硬脂酸鎂、正硅酸乙酯、碳納米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜堿混 合，在50°C下處理20分鐘后加入上述磨制的混合粉，將溫度調至30°C后處理50分鐘，取出 后研磨過200目篩即可。
[0009] -種耐高溫部件用陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將硼化鋯、硼化鈦、電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、三氧化二銻、硅酸三鈣、硅酸鋁纖維 混合后在920°C下煅燒1小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為 5h，得混合粉備用； (2) 將二苯基甲烷二異氰酸酯、二氧化錳、乙醇混合，在30°C下處理40分鐘后加入步驟 (1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、添加劑以及其他剩余成份混合，以:TC /min的速度邊攪拌邊加 熱，加熱至50°C時保溫20分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130MPa，壓制用時為 5h即得。
[0010] 實施例2 一種耐高溫部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化鋯25、硼化鈦70、電熔鎂 砂5、焦寶石2、藍晶石6、焦炭粉2、巖棉粉1、硅酸鋁纖維3、三氧化二銻2、二苯基甲烷二異 氰酸酯4、二氧化錳0. 7、硅酸三鈣1、乙醇適量、添加劑6 ; 所述添加劑由以下重量（kg)原料制成：碳化硼11、三聚磷酸二氫鋁9、氮化硅7、玄武 巖12、海砂9、硬脂酸鎂0. 6、正硅酸乙酯2、碳納米管0. 7、正己醇7、月桂酰胺丙基甜菜堿 〇. 8 ;制備方法為：將碳化硼、玄武巖、藍晶石在900°C下煅燒2小時，取出后和三聚磷酸二氫 鋁、氮化硅混合磨粉，將硬脂酸鎂、正硅酸乙酯、碳納米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜堿混 合，在55°C下處理25分鐘后加入上述磨制的混合粉，將溫度調至35°C后處理55分鐘，取出 后研磨過250目篩即可。
[0011] -種耐高溫部件用陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將硼化鋯、硼化鈦、電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、三氧化二銻、硅酸三鈣、硅酸鋁纖維 混合后在950°C下煅燒1. 5小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間 為8h，得混合粉備用； (2) 將二苯基甲烷二異氰酸酯、二氧化錳、乙醇混合，在35°C下處理45分鐘后加入步驟 (1)的混合粉，調制成漿后繼續處理25分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、添加劑以及其他剩余成份混合，以4°C /min的速度邊攪拌邊加 熱，加熱至60°C時保溫25分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為140MPa，壓制用時為 7h即得。
[0012] 實施例3 一種耐高溫部件用陶瓷材料，由以下重量（kg)原料制成：硼化鋯30、硼化鈦80、電熔鎂 砂6、焦寶石3、藍晶石7、焦炭粉3、巖棉粉2、硅酸鋁纖維3、三氧化二銻3、二苯基甲烷二異 氰酸酯5、二氧化錳1、硅酸三鈣2、乙醇適量、添加劑7 ; 所述添加劑由以下重量（kg)原料制成：碳化硼12、三聚磷酸二氫鋁10、氮化硅8、玄武 巖14、海砂11、硬脂酸鎂0. 8、正硅酸乙酯3、碳納米管0. 8、正己醇8、月桂酰胺丙基甜菜堿 1 ;制備方法為：將碳化硼、玄武巖、藍晶石在l〇〇〇°C下煅燒3小時，取出后和三聚磷酸二氫 鋁、氮化硅混合磨粉，將硬脂酸鎂、正硅酸乙酯、碳納米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜堿混 合，在60°C下處理30分鐘后加入上述磨制的混合粉，將溫度調至40°C后處理60分鐘，取出 后研磨過300目篩即可。
[0013] -種耐高溫部件用陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將硼化鋯、硼化鈦、電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、三氧化二銻、硅酸三鈣、硅酸鋁纖維 混合后在970°C下煅燒2小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨時間為 12h，得混合粉備用； (2) 將二苯基甲烷二異氰酸酯、二氧化錳、乙醇混合，在40°C下處理50分鐘后加入步驟 (1)的混合粉，調制成漿后繼續處理30分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、添加劑以及其他剩余成份混合，以5°C /min的速度邊攪拌邊加 熱，加熱至70°C時保溫30分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為160MPa，壓制用時為 8h即得。
[0014] 上述實施例1-3制得的陶瓷材料的主要性能檢測結果如下表所示： 表1實施例1-3制得的陶瓷材料的主要性能檢測結果
【主權項】
1. 一種耐高溫部件用陶瓷材料，其特征在于：由以下重量份原料制成：硼化鋯20-30、 硼化鈦60-80、電熔鎂砂4-6、焦寶石2-3、藍晶石5-7、焦炭粉2-3、巖棉粉1-2、硅酸鋁纖維 2-3、三氧化二銻1-3、二苯基甲烷二異氰酸酯3-5、二氧化錳0. 5-1、硅酸三鈣1-2、乙醇適 量、添加劑5-7 ; 所述添加劑由以下重量份原料制成：碳化硼10-12、三聚磷酸二氫鋁8-10、氮化硅6-8、 玄武巖10-14、海砂8-11、硬脂酸鎂0. 4-0. 8、正硅酸乙酯2-3、碳納米管0. 6-0. 8、正己醇 6-8、月桂酰胺丙基甜菜堿0.5-1 ;制備方法為：將碳化硼、玄武巖、藍晶石在800-1000°C下 煅燒2-3小時，取出后和三聚磷酸二氫鋁、氮化硅混合磨粉，將硬脂酸鎂、正硅酸乙酯、碳納 米管、正己醇、月桂酰胺丙基甜菜堿混合，在50-60°C下處理20-30分鐘后加入上述磨制的 混合粉，將溫度調至30-40°C后處理50-60分鐘，取出后研磨過200-300目篩即可。2. 根據權利要求1所述的一種耐高溫部件用陶瓷材料的制備方法，其特征在于包括以 下步驟： (1) 將硼化鋯、硼化鈦、電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、三氧化二銻、硅酸三鈣、硅酸鋁纖維 混合后在920-970°C下煅燒1-2小時，取出后放入到球磨罐中，加入研磨球，進行球磨，球磨 時間為5_12h，得混合粉備用； (2) 將二苯基甲烷二異氰酸酯、二氧化錳、乙醇混合，在30-40°C下處理40-50分鐘后加 入步驟（1)的混合粉，調制成漿后繼續處理20-30分鐘； (3) 將步驟（2)的漿液、添加劑以及其他剩余成份混合，以3-5°C /min的速度邊攪拌邊 加熱，加熱至50-70°C時保溫20-30分鐘，干燥后球磨； (4) 將步驟（3)中球磨后的原料在壓制模具中壓制，壓制時壓強為130-160MPa，壓制用 時為5-8h即得。
【專利摘要】本發明公開了一種耐高溫部件用陶瓷材料及其制備方法，其主要由以下重量份的原料制成：硼化鋯20-30、硼化鈦60-80、電熔鎂砂4-6、焦寶石2-3、藍晶石5-7、焦炭粉2-3、巖棉粉1-2、硅酸鋁纖維2-3、三氧化二銻1-3、二苯基甲烷二異氰酸酯3-5、二氧化錳0.5-1、硅酸三鈣1-2、乙醇適量、添加劑5-7。本發明的陶瓷材料以硼化鋯、硼化鈦為主要成分，并添加有電熔鎂砂、焦寶石、藍晶石、硅酸鋁纖維等原料，使制得的陶瓷材料強度高，耐高溫性能好，成分三氧化二銻具有阻燃的作用，添加劑中的月桂酰胺丙基甜菜堿成份具有和殺菌的作用，本陶瓷材料整體性能好，適用于各種耐高溫部件的制作。
【IPC分類】C04B35/58, C04B35/63
【公開號】CN105152654
【申請號】CN201510481606
【發明人】張煥明
【申請人】佛山藍途科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月3日