一种耐磨复合金属陶瓷材料及其制作方法 |
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| 申请号 | CN201611077634.2 | 申请日 | 2016-11-30 | 公开(公告)号 | CN106747329A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | 郑州仁宏医药科技有限公司; | 发明人 | 不公告发明人; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种耐磨复 合金 属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成： 高岭土 10‑20份、 硅 藻土2‑8份、 纳米级 氧 化硅5‑8份、纳米级氧化 铝 5‑10份、 碳 化硅晶须2‑8份、 硫酸 钐1‑8份、氯化铒(III)六 水 合物1‑5份、氧化锑2‑5份、堇青石2‑5份、锌化 铜 5‑10份、纳米级氧化钯2‑5份、粘胶 纤维 5‑10份、介孔钴酸镍2‑8份、去离子水60‑150份。该耐磨复合 金属陶瓷 材料具有耐磨、耐高温性、抗弯强度高、韧性好的优点，大大增加了陶瓷的品质；而且制备工艺简单，降低了生产成本，经济效益好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种耐磨复合金属陶瓷材料，其特征在于，由以重量份数的原料组成：高岭土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化硅5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯 |
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| 说明书全文 | 一种耐磨复合金属陶瓷材料及其制作方法技术领域背景技术[0002] 陶瓷按用途可以分为日用陶瓷、艺术陶瓷、工业陶瓷等。其中，工业陶瓷又分为建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷、特种陶瓷等。其中，特种陶瓷制品主要用于各种现代工业和尖端科学技术，例如航天航空、核工业、新能源、国防军工等领域，而且在各领域都急需大量的新材料，特种陶瓷由于具有优良的耐热性能，介电性能，耐磨性能，隔热性能，压电性能，透光性能受到各国的广泛重视。特种陶瓷材料有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等多种类型。 [0003] 金属陶瓷是一种复合材料，由金属和陶瓷原料制成，兼有金属和陶瓷的某些优点，如前者具有较好的韧性和抗弯性，后者具有较好的耐高温、高强度和抗氧化性能等。但是现有的金属陶瓷材料耐磨性能较差，影响了使用效果；而且依然存在制备方法复杂、制备成本较高的缺点。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种耐磨复合金属陶瓷材料，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0006] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化硅5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。 [0007] 作为本发明进一步的方案：由以重量份数的原料组成：高岭土15份、硅藻土7份、纳米级氧化硅7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。 [0008] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0009] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干，得混合物A； [0010] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干，得混合物B； [0011] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0012] (4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干； [0014] 作为本发明再进一步的方案：所述步骤(1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨3h后烘干，得混合物A。 [0015] 作为本发明再进一步的方案：所述步骤(2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干，得混合物B。 [0016] 作为本发明再进一步的方案：所述步骤(4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨35min后烘干。 [0017] 作为本发明再进一步的方案：所述步骤(5)将上步所得物在250℃温度下预热25min，然后在650℃温度下烧结40min，最后在1550℃温度下烧结40min，即得成品。 [0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0019] 该耐磨复合金属陶瓷材料具有耐磨、耐高温性、抗弯强度高、韧性好的优点，大大增加了陶瓷的品质；而且制备工艺简单，降低了生产成本，能够满足使用需要，经济效益好；另外，该耐磨复合金属陶瓷材料还具有透气性好、环境友好、节约能源的优点。 具体实施方式[0021] 实施例1 [0022] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化硅5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。 [0023] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0024] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干，得混合物A； [0025] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干，得混合物B； [0026] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0027] (4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干； [0028] (5)将上步所得物在200-300℃温度下预热15-30min，然后在500-700℃温度下烧结30-45min，最后在1500-1600℃温度下烧结30-50min，即得成品。 [0029] 实施例2 [0030] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土10-20份、硅藻土2-8份、纳米级氧化硅5-8份、纳米级氧化铝5-10份、碳化硅晶须2-8份、硫酸钐1-8份、氯化铒(III)六水合物1-5份、氧化锑2-5份、堇青石2-5份、锌化铜5-10份、纳米级氧化钯2-5份、粘胶纤维5-10份、介孔钴酸镍2-8份、去离子水60-150份。 [0031] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0032] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨2-5h后烘干，得混合物A； [0033] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1-2h后烘干，得混合物B； [0034] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0035] (4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨30-50min后烘干； [0036] (5)将上步所得物在200-300℃温度下预热15-30min，然后在500-700℃温度下烧结30-45min，最后在1500-1600℃温度下烧结30-50min，即得成品。 [0037] 实施例3 [0038] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土15份、硅藻土7份、纳米级氧化硅7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。 [0039] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0040] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨3h后烘干，得混合物A； [0041] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干，得混合物B； [0042] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0043] (4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨35min后烘干； [0044] (5)将上步所得物在250℃温度下预热25min，然后在650℃温度下烧结40min，最后在1550℃温度下烧结40min，即得成品。 [0045] 对比例1 [0046] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土15份、硅藻土7份、纳米级氧化硅7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、介孔钴酸镍3份、去离子水95份。 [0047] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0048] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨3h后烘干，得混合物A； [0049] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干，得混合物B； [0050] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0051] (4)然后向混合液中依次加入纳米级氧化钯、粘胶纤维和介孔钴酸镍，通过球磨机湿法球磨35min后烘干； [0052] (5)将上步所得物在250℃温度下预热25min，然后在650℃温度下烧结40min，最后在1550℃温度下烧结40min，即得成品。 [0053] 对比例2 [0054] 一种耐磨复合金属陶瓷材料，由以重量份数的原料组成：高岭土15份、硅藻土7份、纳米级氧化硅7份、纳米级氧化铝8份、碳化硅晶须5份、硫酸钐4份、氯化铒(III)六水合物3份、氧化锑2份、堇青石5份、锌化铜9份、纳米级氧化钯3份、粘胶纤维8份、去离子水95份。 [0055] 一种耐磨复合金属陶瓷材料的制备方法，具体步骤为： [0056] (1)将高岭土、硅藻土、堇青石混合，经过球磨机湿法球磨3h后烘干，得混合物A； [0057] (2)将纳米级氧化硅、纳米级氧化铝、碳化硅晶须、硫酸钐、氧化锑、锌化铜混合，经过球磨机湿法球磨1.5h后烘干，得混合物B； [0058] (3)将混合物A、混合物B和去离子水混合，搅拌均匀，得混合液； [0059] (4)然后向混合液中依次加入氯化铒(III)六水合物、纳米级氧化钯、粘胶纤维，通过球磨机湿法球磨35min后烘干； [0060] (5)将上步所得物在250℃温度下预热25min，然后在650℃温度下烧结40min，最后在1550℃温度下烧结40min，即得成品。 [0061] 对实施例1-3和对比例1-2进行性能测试，性能测试结果如表1：其中，对比例1中未添加氯化铒(III)六水合物，对比例2中未添加介孔钴酸镍。 [0062] 表1实施例1-3和对比例1-2制备的耐磨复合金属陶瓷材料的性能 [0063]项目 高温耐热温度/℃ 高温耐热时间/h 抗弯强度/MPa 韧性评价/KIC 实施例1 3874 765 635 6 实施例2 3955 798 651 6 实施例3 4120 845 655 6 对比例1 1998 289 201 2 对比例2 2011 250 256 2 [0064] 该耐磨复合金属陶瓷材料通过添加氯化铒(III)六水合物和介孔钴酸镍产生了协同作用，可以有效提高该耐磨复合金属陶瓷材料的耐磨性能，且耐高温性能强，抗弯强度高，韧性更好，大大增加了；另外，该耐磨复合金属陶瓷材料还具有透气性好、环境友好、节约能源的优点。 [0065] 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。 |
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