[發明專利]稀土摻雜的Al2O3/ZrO2復合材料及陶瓷缸套的制備方法

有效

• 申請號: 201310197657.7
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103274673A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 白周喜;高如琴;全建軍;黃懷岐
• 申請（專利權）人: 河南省耕生高溫材料有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 鄭州金成知識產權事務所(普通合伙) 41121
• 代理人: 郭增欣

1.一種稀土摻雜的Al₂0₃/ZrO₂復合材料，其特征是：所述復合材料由下述重量百分比的原料組成：α-Al₂O_3?30%～50%、ZrO_2?40%～60%、MgO?0.3%～1.2%、Y₂O_3?2%～6%、CeO_2?0.5%～2.5%、La₂O_3?0.5%～3.5%，上述原料總重為100%，外加上述原料總重0.03%～0.12?%的粘結劑、0.1%～0.6%的分散劑。

2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于：其中的原料粒度要求為：α-Al₂O₃?1.2～1.8um、Y₂O₃?0.8～1.5?um、CeO_2?0.5～1.5um、La₂O_3?0.5～1.5um、ZrO_2?0.8～1.6?um。

3.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于：所述粘結劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纖維素中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸納、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種。

4.一種陶瓷缸套的制備方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

（1）根據權利要求1的原料組成稱量各種原料，先將α-Al₂O₃、ZrO₂微粉投入攪拌磨，加水球磨，加入料、球和水的重量比為1:2.5:0.8，當料漿細度D₅₀達到3.0～3.5微米時，向球磨機中加入除粘結劑外的其余原料，繼續球磨；當料漿細度D₅₀達到1.5～2.0微米時，加入粘結劑，再球磨5～10min出磨，噴霧造粒，得到粒度為40～150目的造粒粉，造粒粉的含水率控制在1.2%（質量）以下；

（2）冷等靜壓成型??將造粒粉裝入冷等靜壓成型模套，壓制成陶瓷缸套毛坯；成型壓力為180～200MPa，在此壓力下保壓2-4?min；

（3）坯體車制?采用真空橡皮膨脹夾具車制毛坯，車床轉速200～360r/min；

（4）燒成?將車制后的毛坯采用座燒方法裝窯，燒成溫度為1590～1640℃，在此溫度下保溫4～4.5h燒成，出窯。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述等靜壓成型時的壓力曲線為：壓力由表壓0?MPa逐漸升壓至180-200MPa，歷時7min，保壓2-5min；由180-200MPa逐漸減壓至100MPa，歷時1min，保壓2-4min；由100?MPa逐漸減壓至60MPa，歷時0.5min，保壓1-3min；由60MPa逐漸減壓至0MPa，歷時1-3min。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述座燒是在棚板上鋪一層20目的白剛玉砂，放上墊片并校平；墊片上再鋪一層40目的白剛玉砂，然后將毛坯放在墊片上，裝窯。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述棚板材質為SiC，棚板厚度為20～25mm，棚板耐火度≥1800℃。

8.根據權利要求6所述的的制備方法，其特征在于：其中的原料粒度要求為：α-Al₂O₃?1.2～1.8um、Y₂O₃?0.8～1.5?um、CeO_2?0.5～1.5um、La₂O_3?0.5～1.5um、ZrO_2?0.8～1.6?um。

9.根據權利要求6所述的的制備方法，其特征在于：所述粘結劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纖維素中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、聚丙烯酸銨、聚丙烯酸納、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉中的一種。

10.根據權利要求4-9任一項所述的制備方法，其特征在于：其中燒成溫度要求為：毛坯由室溫經9h升溫至600～650℃，保溫1.0～1.5h；經4.0～5.0h升溫至900～960℃，保溫1.0～1.5h；經4.0～5.0h升溫至1200～1220℃，保溫1.0～1.5h；經3.0～3.5h升溫至1350～1400℃，保溫1.5～2h；再經6.0～8.0h升溫至1590～1640℃，保溫4.0～4.5h；然后由1590～1640℃經6.0～7.5h降溫至1200～1250℃，保溫1.0～1.5h；再經5.0～6.5h降溫至900～950℃，最后自然冷卻至200℃。