[發明專利]一種高強度陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710108689.3
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106747386A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 合肥智慧龍圖騰知識產權股份有限公司
• 主分類號: C04B35/22
• 分類號: C04B35/22;C04B35/81;C04B35/82;C04B35/622
• 代理公司: 合肥市科融知識產權代理事務所(普通合伙)34126
• 代理人: 陳思聰

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材料，具體是一種高強度陶瓷材料。

背景技術

陶瓷材料是用天然或合成化合物經過成形和高溫燒結制成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優點，可用作結構材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料陶瓷因其衛生環保又美觀而深受廣大消費者的喜愛，日常生活中，無論是日用的餐具茶具、廚房衛浴用品，還是陳設裝飾品，人們都喜歡使用陶瓷制品。隨著科技的發展和人們使用需求的提高，高強度陶瓷材料開始出現。高強度陶瓷材料是當今科學技術發展的重要組成部分，在微電子技術、超導技術、生物技術、激光技術、空間技術、傳感技術的發展中占有十分重要的地位。國防工業和軍用技術、武器技術也大量采用了高強度陶瓷材料。但是現有高強度陶瓷材料的硬度和機械強度還達不到人們的使用需求，這就為人們的使用帶來了不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高強度陶瓷材料，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：

一種高強度陶瓷材料，由以下原料按照重量份組成：氧化鎂5-12份、氮化硼3-7份、硅灰石15-28份、石英8-20份、莫來石4-9份、河底泥6-15份、氧化鋁2-5份、碳粉0.3-1.5份、碳化鎢8-14份、納米氧化鈦1.5-6份、氧化鋅晶須3-10份、玻璃纖維2-7份、鋼渣20-36份和工業潤滑劑5-13份。

作為本發明進一步的方案：工業潤滑劑采用潤滑油和潤滑脂的一種或者兩種的混合物。

作為本發明進一步的方案：氧化鋅晶須的長度為0.2-4mm，氧化鎂和氧化鋁的粒度均為30-80目。

所述高強度陶瓷材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，將河底泥在烘箱中烘干至水分低于3％，備用；

步驟二，將氮化硼、硅灰石、石英、莫來石、氧化鋅晶須、玻璃纖維和鋼渣放入球磨機中進行球磨，球磨機中球料比為50-60：1，在球磨中球磨時間為2-4小時，再向其中加入氧化鎂、烘干河底泥、氧化鋁、碳粉、碳化鎢、納米氧化鈦和工業潤滑劑，繼續球磨1-3小時，得到最終混合物；

步驟三，將最終混合物放入溫度為1350-1460攝氏度，壓力為3-6GPa的窯爐中燒制4-7小時，然后降溫至1100-1250攝氏度并且保溫2-5小時，再次降溫至1080-1140攝氏度，保溫0.5-2小時，最后自然冷卻至室溫，即可得到成品。

作為本發明進一步的方案：步驟一中烘箱的溫度為33-42攝氏度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明原料來源廣泛并且制備工藝簡單，設備投資成本低，制作周期短，適用于大規模的工業化生產；本發明的各組分起協同作用，制作的陶瓷材料的機械強度、硬度和斷裂韌性優越，可以滿足使用者的需求，具有廣闊的市場前景。

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

一種高強度陶瓷材料，由以下原料按照重量份組成：氧化鎂5份、氮化硼3份、硅灰石15份、石英8份、莫來石4份、河底泥6份、氧化鋁2份、碳粉0.3份、碳化鎢8份、納米氧化鈦1.5份、氧化鋅晶須3份、玻璃纖維2份、鋼渣20份和工業潤滑劑5份。工業潤滑劑采用潤滑油。

所述高強度陶瓷材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟一，將河底泥在烘箱中烘干至水分為2.2％，備用；

步驟二，將氮化硼、硅灰石、石英、莫來石、氧化鋅晶須、玻璃纖維和鋼渣放入球磨機中進行球磨，球磨機中球料比為54：1，在球磨中球磨時間為2小時，再向其中加入氧化鎂、烘干河底泥、氧化鋁、碳粉、碳化鎢、納米氧化鈦和工業潤滑劑，繼續球磨1.5小時，得到最終混合物；

步驟三，將最終混合物放入溫度為1380攝氏度，壓力為3GPa的窯爐中燒制4小時，然后降溫至1160攝氏度并且保溫3小時，再次降溫至1120攝氏度，保溫0.5小時，最后自然冷卻至室溫，即可得到成品。

實施例2

一種高強度陶瓷材料，由以下原料按照重量份組成：氧化鎂7份、氮化硼5份、硅灰石19份、石英11份、莫來石6份、河底泥8份、氧化鋁3份、碳粉0.7份、碳化鎢10份、納米氧化鈦2.5份、氧化鋅晶須6份、玻璃纖維4份、鋼渣28份和工業潤滑劑9份。氧化鋅晶須的長度為0.9mm，氧化鎂和氧化鋁的粒度均為60目。

所述高強度陶瓷材料的制備方法，具體步驟如下：