一種高塑性耐磨陶瓷材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于陶瓷材料領域，涉及一種高塑性耐磨陶瓷材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]陶瓷材料具有高熔點、高硬度、耐氧化等優點，它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，其可用作結構材料、刀具材料等。現有陶瓷主要分為普通材料的和特種材料兩種陶瓷材料。普通材料就是指采用天然原料如長石、粘土和石英等燒結而成，是典型的硅酸鹽材料，主要組成元素是硅、鋁、氧；普通陶瓷來源豐富、成本低、工藝成熟。特種材料指的是采用高純度人工合成的原料，利用精密控制工藝成形燒結制成，一般具有某些特殊性能，以適應各種需要。然而，目前現有陶瓷材料中雖然基本很多優點，但是可塑性較差，在一定程度上限制了其進一步應用。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的以上技術問題，本發明提供一種高塑性耐磨陶瓷材料及其制備方法，目的在于既保持了現有陶瓷材料高熔點、高硬度、耐氧化等優點，同時又具有良好的可塑性和耐磨性能，進一步擴大了該陶瓷材料的應用領域。
[0004]技術方案:
一種高塑性耐磨陶瓷材料，包含以下重量份數的成分:氧化釹3-9份、氧化鋁5-12份、二氧化硅20-38份、氧化鋯3-8份、氧化硼2-7份、氧化釷1_6份、鄰苯二甲酸醋酸纖維素12-18份、羥乙基甲基纖維素15-25份、環己烷二羧酸壬酯8-16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23-35份。
[0005]進一步的，所述氧化釹5-7份、氧化鋁7-10份、二氧化硅30-35份、氧化鋯4_6份、氧化硼3-5份、氧化釷2-4份、鄰苯二甲酸醋酸纖維素14-16份、羥乙基甲基纖維素18-22份、環己烷二羧酸壬酯10-13份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇25-30份。
[0006]—種高塑性耐磨陶瓷材料的制備方法，包含如下步驟:
51:分別稱取氧化釹3-9份、氧化鋁5-12份、二氧化娃20-38份、氧化錯3_8份、氧化硼2-7份和氧化銑1-6份，在球磨機中以150_250r/min混合2_4h，得混合物A;
52:將步驟S1中所述的混合物A、環己烷二羧酸壬酯8-16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23-35份加入反應器中，加熱至60-85°C，在不斷攪拌下反應0.5_lh ；
53:將鄰苯二甲酸醋酸纖維素12-18份和羥乙基甲基纖維素15-25份加入步驟S2中所述反應器中，在溫度120-150°C下攪拌反應l_3h ;隨后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉體B ；
54:將步驟S3中所述的混合粉體B在80-95MPa壓力下壓制成型；之后在氮氣保護下放入馬弗爐中950-1000°C下焙燒5-8h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0007]進一步的，步驟S1中所述球磨機的轉速為220r/min。
[0008]進一步的，步驟S2中所述攪拌的速率為150-200r/min，加熱至80_82°C。
[0009]進一步的，步驟S3中所述溫度為135-138°C，所述攪拌的速率為300_350r/min。
[0010]進一步的，步驟S4中所述壓制成型的壓力為90_92MPa。
[0011]進一步的，步驟S4中所述焙燒的時間為5.5-6.5h。
[0012]有益效果:本發明所述一種高塑性耐磨陶瓷材料的制備方法，通過在常用陶瓷材料成分中加入鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥乙基甲基纖維素、環己烷二羧酸壬酯和2-甲基-2-硝基-1-丙醇，提高了傳統陶瓷材料的可塑性，同時兼有高耐磨性、高熔點、高硬度等優點，擴大陶瓷材料的應用范圍；本發明所述陶瓷材料的可塑性指標為3.6-4.5，硬度為
6.5~7.5o
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種高塑性耐磨陶瓷材料的制備方法，包含如下步驟:
51:分別稱取氧化釹3份、氧化鋁5份、二氧化硅20份、氧化鋯3份、氧化硼2份和氧化韋土 1份，在球磨機中以150r/min混合4h，得混合物A ；
52:將步驟S1中所述的混合物A、環己烷二羧酸壬酯8份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇23份加入反應器中，加熱至60°C，在150r/min不斷攪拌下反應0.5h ；
53:將鄰苯二甲酸醋酸纖維素12份和羥乙基甲基纖維素15份加入步驟S2中所述反應器中，在溫度120°C下，以300r/min的速率攪拌反應lh ;隨后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉體B ；
54:將步驟S3中所述的混合粉體B在80MPa壓力下壓制成型；之后在氮氣保護下放入馬弗爐中950°C下焙燒8h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0014]經檢測，本實施例1所述陶瓷材料的可塑性指標為3.6，硬度為6.5。
[0015]對比例1
陶瓷材料的制備方法，包含如下步驟:
51:分別稱取氧化釹3份、氧化鋁5份、二氧化硅20份、氧化鋯3份、氧化硼2份和氧化韋土 1份，在球磨機中以150r/min混合4h，得混合物A ；
52:將步驟S1中所述的混合物A在真空干燥箱中烘干，得到混合粉體B ;
S4:將步驟S3中所述的混合粉體B在80MPa壓力下壓制成型；之后在氮氣保護下放入馬弗爐中950°C下焙燒8h，即可得到對比例1陶瓷材料。
[0016]經檢測，本對比例1所述陶瓷材料的可塑性指標為0.8，硬度為6.8。
[0017]實施例2
一種高塑性耐磨陶瓷材料的制備方法，包含如下步驟:
51:分別稱取氧化釹9份、氧化鋁12份、二氧化硅38份、氧化鋯8份、氧化硼7份和氧化韋土 6份，在球磨機中以250r/min混合2h，得混合物A ；
52:將步驟S1中所述的混合物A、環己烷二羧酸壬酯16份和2-甲基-2-硝基-1-丙醇35份加入反應器中，加熱至85°C，在200r/min不斷攪拌下反應lh ；
53:將鄰苯二甲酸醋酸纖維素18份和羥乙基甲基纖維素25份加入步驟S2中所述反應器中，在溫度150°C下，以350r/min的速率攪拌反應3h ;隨后在真空干燥箱中烘干，得到混合粉體B ； S4:將步驟S3中所述的混合粉體B在95MPa壓力下壓制成型；之后在氮氣保護下放入馬弗爐中1000°C下焙燒5h，即可得到所述高塑性耐磨陶瓷材料。
[0018]經檢測，本實施例2所述陶瓷材料的可塑性指標為3.9，硬度為6.8。
[0019]對比例2
陶瓷材料的制備方法，包含如下步驟:
51:分別稱取氧化釹9份、氧化鋁12份、二氧化硅38份、氧化鋯8份、氧化硼7份和氧化韋土 6份，在球磨機中以180r/min混合4h，得混合物A ；
52:將步驟S1中所述的混合物A在真空干燥箱中烘干，得到混合粉體B ;
S4:將步驟S3中所述的混