[發明專利]一種氮化硅陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410590299.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104387085A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 夏建國
• 申請（專利權）人: 安徽省皖捷液壓科技有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/63
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，尤其涉及一種氮化硅陶瓷及其制備方法。

背景技術

目前通道、管道用的材料有鋁合金材料、陶瓷等，鋁合金材料耐磨性差，槽道容易消失，影響色選精度，要經常更換，成本高；目前所用的陶瓷材料脆性大，耐磨性不太高，不耐冷熱刺激，耐酸堿性差，因此需要研究耐磨性好，硬度高，韌性好，耐震動，耐熱，耐腐蝕等性能優異的陶瓷材料，以降低成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種氮化硅陶瓷及其制備方法，該陶瓷耐磨性好，潤滑性好，可以用于選礦，使用壽命長。

本發明的技術方案如下：

一種氮化硅陶瓷，其特征在于由下列重量份的原料制成：硅粉4-5、有機蒙脫石10-13、鈦酸酯2-3、二氧化錫4-6、α-Si3N4粉70-78、聚乙烯醇1-2、碳硅硼8-12、乙炔炭黑2-3、氟鋯酸鉀3-4、硫酸鋯3-4、正硅酸乙酯3-4、去離子水適量、氫氧化鉀1-2、乙醇適量、助劑4-6；

所述助劑由下列重量份的原料制成：高嶺土3-4、稀土1-2、四鹽基鉻酸鋅0.3-0.4、納米氮化硅0.8-1.2、納米硼纖維0.6-0.9、納米碳0.3-0.4、硅烷偶聯劑kh-550?0.6-0.8、聚乙二醇0.3-0.4、水7-11；制備方法為：將聚乙二醇加入水中，攪拌均勻，加入高嶺土，攪拌20-30分鐘，再加入一半重量份的硅烷偶聯劑kh-550，攪拌10-15分鐘，再加入稀土，攪拌反應20-30分鐘，再加入剩余重量份的硅烷偶聯劑kh-550，攪拌10-15分鐘，再加入其他剩余成分，攪拌反應20-30分鐘，超聲分散6-8分鐘，過濾，烘干，粉碎，過40目篩，在氮氣氛圍下，1380-1440℃下煅燒2-3個小時，粉碎，過40目篩，即得。

所述氮化硅陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將硅粉、有機蒙脫石、二氧化錫、聚乙烯醇、碳硅硼混合，球磨，過200目篩，加入0.6-0.8倍重量份的乙醇，送入球磨機中球磨24-27個小時，再加入氫氧化鉀，繼續球磨2-3個小時，水洗至PH值為8-9，過濾，得到濾餅；

（2）將第（1）步得到的濾餅粉碎，在氮氣氛圍下，850-900℃下煅燒2-3個小時，取出粉碎，過50目篩，得到顆粒；

（3）取30-40重量份的乙醇，加入正硅酸乙酯，攪拌至溶解，加入鈦酸酯、乙炔炭黑、氟鋯酸鉀、硫酸鋯，攪拌得到混合物料，將α-Si3N4粉邊翻騰攪拌邊噴入混合物料，加熱至70-80℃，持續翻騰攪拌至乙醇完全蒸發，粉碎，過50目篩，得到顆粒；

（4）將第（2）步和第（3）步得到的顆粒與其他剩余成分混合，按料：球：水=1:1.4:0.7，球磨24-30個小時，造型，在氮氣氛圍中，700-800℃下預燒1.5-2個小時，再在1680-1720℃下煅燒4-5個小時，即得。

本發明的有益效果

本發明的氮化硅陶瓷使用了碳硅硼、乙炔炭黑、氟鋯酸鉀、硫酸鋯，使得陶瓷的耐磨性更加好，而且提高了潤滑性，可以用于選礦，使用壽命長；通過使用本發明的助劑，能夠增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐熱性。

具體實施方式

一種氮化硅陶瓷，由下列重量份（公斤）的原料制成：硅粉4.5、有機蒙脫石12、鈦酸酯2.5、二氧化錫5、α-Si3N4粉74、聚乙烯醇1.5、碳硅硼10、乙炔炭黑25、氟鋯酸鉀3.5、硫酸鋯3.5、正硅酸乙酯3.5、去離子水適量、氫氧化鉀1.5、乙醇適量、助劑5；

所述助劑由下列重量份（公斤）的原料制成：高嶺土3.5、稀土1.5、四鹽基鉻酸鋅0.3、納米氮化硅1、納米硼纖維0.7、納米碳0.3、硅烷偶聯劑kh-550?0.7、聚乙二醇0.3、水8；制備方法為：將聚乙二醇加入水中，攪拌均勻，加入高嶺土，攪拌25分鐘，再加入一半重量份的硅烷偶聯劑kh-550，攪拌13分鐘，再加入稀土，攪拌反應25分鐘，再加入剩余重量份的硅烷偶聯劑kh-550，攪拌13分鐘，再加入其他剩余成分，攪拌反應25分鐘，超聲分散7分鐘，過濾，烘干，粉碎，過40目篩，在氮氣氛圍下，1400℃下煅燒2.5個小時，粉碎，過40目篩，即得。

所述氮化硅陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

（1）將硅粉、有機蒙脫石、二氧化錫、聚乙烯醇、碳硅硼混合，球磨，過200目篩，加入0.7倍重量份的乙醇，送入球磨機中球磨26個小時，再加入氫氧化鉀，繼續球磨2.5個小時，水洗至PH值為9，過濾，得到濾餅；

（2）將第（1）步得到的濾餅粉碎，在氮氣氛圍下，880℃下煅燒2.5個小時，取出粉碎，過50目篩，得到顆粒；