一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製作方法

2023-10-04 00:06:14 1

本發明涉及一種陶瓷材料，具體是一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料。
背景技術：
：陶瓷按用途可以分為日用陶瓷、藝術陶瓷、工業陶瓷等。其中，工業陶瓷又分為建築衛生陶瓷、化工陶瓷、電瓷、特種陶瓷等。其中，特種陶瓷製品主要用於各種現代工業和尖端科學技術，例如航天航空、核工業、新能源、國防軍工等領域，而且在各領域都急需大量的新材料，特種陶瓷由於具有優良的耐熱性能，介電性能，耐磨性能，隔熱性能，壓電性能，透光性能受到各國的廣泛重視。特種陶瓷材料有高鋁氧質瓷、鎂石質瓷、鈦鎂石質瓷、鋯英石質瓷、鋰質瓷、以及磁性瓷、金屬陶瓷等多種類型。金屬陶瓷是一種複合材料，由金屬和陶瓷原料製成，兼有金屬和陶瓷的某些優點，如前者具有較好的韌性和抗彎性，後者具有較好的耐高溫、高強度和抗氧化性能等。但是現有的金屬陶瓷材料耐磨性能較差，影響了使用效果；而且依然存在製備方法複雜、製備成本較高的缺點。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，以解決上述
背景技術：
中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土10-20份、硅藻土2-8份、納米級氧化鐵5-8份、納米級氧化鋁5-10份、碳化矽晶須2-8份、硫酸釤1-8份、氯化鉺(III)六水合物1-5份、氧化銻2-5份、堇青石2-5份、鋅化銅5-10份、納米級氧化鈀2-5份、粘膠纖維5-10份、介孔鈷酸鎳2-8份、去離子水60-150份。作為本發明進一步的方案：由以重量份數的原料組成：黏土15份、硅藻土7份、納米級氧化鐵7份、納米級氧化鋁8份、碳化矽晶須5份、硫酸釤4份、氯化鉺(III)六水合物3份、氧化銻2份、堇青石5份、鋅化銅9份、納米級氧化鈀3份、粘膠纖維8份、介孔鈷酸鎳3份、去離子水95份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨2-5h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1-2h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨30-50min後烘乾；（5）將上步所得物在200-300℃溫度下預熱15-30min，然後在500-700℃溫度下燒結30-45min，最後在1500-1600℃溫度下燒結30-50min，即得成品。作為本發明再進一步的方案：所述步驟（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨3h後烘乾，得混合物A。作為本發明再進一步的方案：所述步驟（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1.5h後烘乾，得混合物B。作為本發明再進一步的方案：所述步驟（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨35min後烘乾。作為本發明再進一步的方案：所述步驟（5）將上步所得物在250℃溫度下預熱25min，然後在650℃溫度下燒結40min，最後在1550℃溫度下燒結40min，即得成品。與現有技術相比，本發明的有益效果是：該高性能耐磨複合金屬陶瓷材料具有耐磨、耐高溫性、抗彎強度高、韌性好的優點，大大增加了陶瓷的品質；而且製備工藝簡單，降低了生產成本，能夠滿足使用需要，經濟效益好；另外，該高性能耐磨複合金屬陶瓷材料還具有透氣性好、環境友好、節約能源的優點。具體實施方式下面結合具體實施方式對本專利的技術方案作進一步詳細地說明。實施例1一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土10-20份、硅藻土2-8份、納米級氧化鐵5-8份、納米級氧化鋁5-10份、碳化矽晶須2-8份、硫酸釤1-8份、氯化鉺(III)六水合物1-5份、氧化銻2-5份、堇青石2-5份、鋅化銅5-10份、納米級氧化鈀2-5份、粘膠纖維5-10份、介孔鈷酸鎳2-8份、去離子水60-150份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨2-5h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1-2h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨30-50min後烘乾；（5）將上步所得物在200-300℃溫度下預熱15-30min，然後在500-700℃溫度下燒結30-45min，最後在1500-1600℃溫度下燒結30-50min，即得成品。實施例2一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土10-20份、硅藻土2-8份、納米級氧化鐵5-8份、納米級氧化鋁5-10份、碳化矽晶須2-8份、硫酸釤1-8份、氯化鉺(III)六水合物1-5份、氧化銻2-5份、堇青石2-5份、鋅化銅5-10份、納米級氧化鈀2-5份、粘膠纖維5-10份、介孔鈷酸鎳2-8份、去離子水60-150份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨2-5h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1-2h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨30-50min後烘乾；（5）將上步所得物在200-300℃溫度下預熱15-30min，然後在500-700℃溫度下燒結30-45min，最後在1500-1600℃溫度下燒結30-50min，即得成品。實施例3一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土15份、硅藻土7份、納米級氧化鐵7份、納米級氧化鋁8份、碳化矽晶須5份、硫酸釤4份、氯化鉺(III)六水合物3份、氧化銻2份、堇青石5份、鋅化銅9份、納米級氧化鈀3份、粘膠纖維8份、介孔鈷酸鎳3份、去離子水95份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨3h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1.5h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨35min後烘乾；（5）將上步所得物在250℃溫度下預熱25min，然後在650℃溫度下燒結40min，最後在1550℃溫度下燒結40min，即得成品。對比例1一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土15份、硅藻土7份、納米級氧化鐵7份、納米級氧化鋁8份、碳化矽晶須5份、硫酸釤4份、氧化銻2份、堇青石5份、鋅化銅9份、納米級氧化鈀3份、粘膠纖維8份、介孔鈷酸鎳3份、去離子水95份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨3h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1.5h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入納米級氧化鈀、粘膠纖維和介孔鈷酸鎳，通過球磨機溼法球磨35min後烘乾；（5）將上步所得物在250℃溫度下預熱25min，然後在650℃溫度下燒結40min，最後在1550℃溫度下燒結40min，即得成品。對比例2一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料，由以重量份數的原料組成：黏土15份、硅藻土7份、納米級氧化鐵7份、納米級氧化鋁8份、碳化矽晶須5份、硫酸釤4份、氯化鉺(III)六水合物3份、氧化銻2份、堇青石5份、鋅化銅9份、納米級氧化鈀3份、粘膠纖維8份、去離子水95份。一種高性能耐磨複合金屬陶瓷材料的製備方法，具體步驟為：（1）將黏土、硅藻土、堇青石混合，經過球磨機溼法球磨3h後烘乾，得混合物A；（2）將納米級氧化鐵、納米級氧化鋁、碳化矽晶須、硫酸釤、氧化銻、鋅化銅混合，經過球磨機溼法球磨1.5h後烘乾，得混合物B；（3）將混合物A、混合物B和去離子水混合，攪拌均勻，得混合液；（4）然後向混合液中依次加入氯化鉺(III)六水合物、納米級氧化鈀、粘膠纖維，通過球磨機溼法球磨35min後烘乾；（5）將上步所得物在250℃溫度下預熱25min，然後在650℃溫度下燒結40min，最後在1550℃溫度下燒結40min，即得成品。對實施例1-3和對比例1-2進行性能測試，性能測試結果如表1：其中，對比例1中未添加氯化鉺(III)六水合物，對比例2中未添加介孔鈷酸鎳。表1實施例1-3和對比例1-2製備的耐磨複合金屬陶瓷材料的性能項目高溫耐熱溫度/℃高溫耐熱時間/h抗彎強度/MPa韌性評價/KIC實施例138747656356實施例239557986516實施例341208456556對比例119982892012對比例220112502562該耐磨複合金屬陶瓷材料通過添加氯化鉺(III)六水合物和介孔鈷酸鎳產生了協同作用，可以有效提高該耐磨複合金屬陶瓷材料的耐磨性能，且耐高溫性能強，抗彎強度高，韌性更好，大大增加了；另外，該高性能耐磨複合金屬陶瓷材料還具有透氣性好、環境友好、節約能源的優點。上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利並不限於上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp