[發(fā)明專利]納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料及其制備方法和使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410169709.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103964794A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦丙軍;宋志斌;吳生慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 焦作安泰新型耐磨材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/06
• 分類號(hào): C04B28/06;C04B22/06;C04B14/30
• 代理公司: 北京中譽(yù)威圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)

水泥、國(guó)防、鋼鐵、火電、石油、化工等行業(yè)中涉及到各種高、低溫設(shè)備，這些設(shè)備關(guān)鍵耐磨處理層等重磨損部位的處理關(guān)涉到設(shè)備的安全運(yùn)行，甚至決定著設(shè)備的使用壽命。因而需要采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)方法進(jìn)行處理。

目前，電廠中的許多重要部件，如鍋爐四管，風(fēng)機(jī)葉片，煤粉管道彎頭，汽輪機(jī)末級(jí)葉片等，因磨損、高溫腐蝕及水蝕等而使其使用壽命大大縮短，嚴(yán)重影響著機(jī)組的安全運(yùn)行，直接影響電力生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

國(guó)內(nèi)解決該類問(wèn)題的辦法多為定期更換受損部件，工期長(zhǎng)且投入大。隨著工業(yè)用新材料的開(kāi)發(fā)，特殊高性能材料已成為材料科學(xué)研究的新熱點(diǎn)。陶瓷及金屬陶瓷與常規(guī)金屬材料相比，具有極高的耐高溫、耐氧化和耐磨性能，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已獲廣泛應(yīng)用，以它作為表面防護(hù)材料，可大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，對(duì)保證設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)使用具有重要意義。

綜上，現(xiàn)有的防護(hù)方法及其問(wèn)題有：

（1）耐磨合金鋼：具有良好的耐磨性，但材料強(qiáng)度高，施工難度大，非標(biāo)制作時(shí)浪費(fèi)大，制作時(shí)容易變形，最容易從焊接處被腐蝕。

（2）不銹鋼：低溫具有耐腐蝕性，但是不耐高溫，高溫下易被腐蝕磨損。

（3）普通耐磨料：有一定的耐磨性，造價(jià)相對(duì)低，強(qiáng)度低（小于35Pa），易產(chǎn)生裂紋，不能起到很好的防護(hù)作用。

（4）陶瓷片：耐磨性、防腐性良好，有縫隙，由于施工時(shí)需采用樹(shù)脂粘貼，容易老化，容易松動(dòng)被氣流吹脫落，使用周期短。

由此可見(jiàn)，火力發(fā)電行業(yè)設(shè)備的重磨損部位采用耐磨陶瓷片、耐磨鋼等工藝，因風(fēng)選磨蝕、沖擊磨蝕等原因需要頻繁停工檢修，影響了設(shè)備的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料及其制備方法和使用方法，它在常溫及低溫時(shí)（400℃以下），具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性、高防腐、抗開(kāi)裂的性能，在高溫時(shí)（400-1300℃），形成無(wú)收縮、高強(qiáng)度、無(wú)開(kāi)裂、耐磨保溫防腐的陶瓷致密體，具有施工方便、維護(hù)容易、性價(jià)比高、堅(jiān)固耐用、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開(kāi)了一種納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料，制備陶瓷料原材料的質(zhì)量份配比為：5mm -8mm電熔剛玉 65-70份，100nm- 300nm納米陶瓷粉 15-20份，鋁酸鹽水泥 3-6份，SiO₂微粉 2-5份，活性ａ-Al₂O₃粉 2-5份，復(fù)合高效分散劑 0.2-1份，促晶劑 1-3份；

其中，制備納米陶瓷粉的原料質(zhì)量份配比為：氧化鋯9-11份，氧化鋁73-77份，氧化鎂5-7份，氧化鋅5-7份，氧化鈷2-4。

所述復(fù)合高效分散劑為氨基磺酸系高效減水劑，所述促晶劑為鎂的氧化物、氯化物等低溫可發(fā)生、促進(jìn)水化反應(yīng)的物質(zhì)。

本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料的制備方法，采用高溫煅燒磨細(xì)法制備納米陶瓷粉，將納米陶瓷粉與電熔剛玉、鋁酸鹽水泥、SiO₂微粉、活性ａ-Al₂O₃粉、復(fù)合高效分散劑和促晶劑一起配制成納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料。

所述高溫煅燒磨細(xì)法制備納米陶瓷粉的具體步驟為：

按照上面所述的制造納米陶瓷粉的原料配比將各種原料混合均勻后，經(jīng)過(guò)1450℃的高溫煅燒成陶瓷粉體，再將此粉體制作成細(xì)度為100nm-300nm的納米粉體。

本發(fā)明同時(shí)還公開(kāi)了一種納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料的使用方法，以納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料為基礎(chǔ)料，施工現(xiàn)場(chǎng)加入占納米增強(qiáng)耐磨防腐陶瓷料重量（3-5）%的耐熱不銹鋼纖維和（6-10）%的拌合水，現(xiàn)場(chǎng)拌合30min以上，現(xiàn)場(chǎng)涂抹施工、成型、養(yǎng)護(hù)，形成納米耐磨陶瓷質(zhì)復(fù)合防護(hù)內(nèi)襯；

在400℃以下的常溫或低溫環(huán)境中工作時(shí)，納米陶瓷粉和SiO₂微粉在以鉀鈉鈣鎂為主的無(wú)機(jī)結(jié)合劑和氨基磺酸系高效減水劑、和微晶促晶劑鎂的氧化物、氯化物等低溫可發(fā)生、促進(jìn)水化反應(yīng)的物質(zhì)的作用下，彌散分布在電熔剛玉骨料中間，形成一種致密、幾乎無(wú)收縮的微晶陶瓷結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性、抗開(kāi)裂、高防腐的優(yōu)良性能；

在400℃-1300℃的高溫使用條件下，以鉀鈉鈣鎂為主的無(wú)機(jī)結(jié)合劑和微晶促晶劑一起作為復(fù)合結(jié)合劑，對(duì)納米陶瓷粉進(jìn)行催化進(jìn)而與其他組分發(fā)生一系列的高溫相反應(yīng)，形成微膨脹、無(wú)收縮、無(wú)開(kāi)裂的陶瓷致密體，在高溫下具有良好的耐磨防腐性能。