[發(fā)明專利]氧化鋯陶瓷及其制備方法、陶瓷柱塞和柱塞泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710744773.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107445615B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅心濤;向其軍;譚毅成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市商德先進(jìn)陶瓷股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/48
• 分類號(hào): C04B35/48;C04B35/622;C04B35/645;F04B53/14
• 代理公司: 44224 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 潘霞

本發(fā)明涉及一種氧化鋯陶瓷及其制備方法、陶瓷柱塞和柱塞泵。該氧化鋯陶瓷的制備方法包括如下步驟：提供陶瓷粉料，按照質(zhì)量百分含量計(jì)，陶瓷粉料由如下組分組成：94％～96％的氧化鋯、3.5％～5％的三氧化二釔、0.2％～1％的三氧化二鋁以及0.05％～0.2％的二氧化鈦，且二氧化鋯的中位粒徑為0.1微米～0.5微米；將陶瓷粉料、有機(jī)單體、交聯(lián)劑、助劑、催化劑和引發(fā)劑和水混合，得到漿料；將漿料注模成型，固化后脫模，得到坯體；將坯體燒結(jié)處理，得到氧化鋯陶瓷。上述方法制備得到氧化鋯陶瓷的強(qiáng)度較高、氣孔率較低、韌性較好且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為均勻，該氧化鋯陶瓷拋光處理后具有較高的表面光潔度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化鋯陶瓷及其制備方法、陶瓷柱塞和柱塞泵。

背景技術(shù)

柱塞是高壓柱塞泵的核心部件之一，它通過高壓密封圈的配合，在泵中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使水或液相介質(zhì)形成高壓流體。為了在泵內(nèi)達(dá)到高壓，柱塞必需與缸體內(nèi)壁緊密配合，這就需要柱塞的外形尺寸精確，表面光潔度高。而且柱塞長(zhǎng)期在高壓下在缸體內(nèi)做往復(fù)摩擦，要求構(gòu)成柱塞的材料硬度高，韌性好。

以前的柱塞材料通常由耐磨金屬制成，但在使用過程中，金屬材料容易受到酸堿的腐蝕，致使金屬柱塞的磨損和銹蝕，時(shí)間長(zhǎng)后導(dǎo)致柱塞與腔體密封不嚴(yán)，會(huì)引起柱塞泵增壓不足而效率降低。而且在某些行業(yè)內(nèi)，磨損的金屬碎屑會(huì)被液相介質(zhì)攜帶，對(duì)介質(zhì)產(chǎn)生污染。

由于陶瓷材料具有高的強(qiáng)度和硬度，磨損小，且有自潤(rùn)滑性的特點(diǎn)，是高壓柱塞泵的理想材料。而且陶瓷材料耐酸堿、耐磨擦，陶瓷柱塞泵可以在嚴(yán)苛的酸堿性介質(zhì)中使用，不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)。因此，陶瓷柱塞逐漸取代金屬柱塞，并在化工、石油、食品、制藥等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

然而，目前的陶瓷柱塞存在著強(qiáng)度較低、韌性較差、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻、氣孔率較高、表面光潔度較差而容易導(dǎo)致密封不嚴(yán)、產(chǎn)生泄漏的問題，使得泵內(nèi)的液相介質(zhì)加壓很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致柱塞泵的工作效率下降。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種強(qiáng)度較高、氣孔率較低、韌性較好且內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為均勻的氧化鋯陶瓷的制備方法，且該方法制備得到的氧化鋯陶瓷拋光處理后具有較高的表面光潔度。

此外，還提供一種氧化鋯陶瓷、陶瓷柱塞和柱塞泵。

一種氧化鋯陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

提供陶瓷粉料，按照質(zhì)量百分含量計(jì)，所述陶瓷粉料由如下組分組成：94％～96％的氧化鋯、3.5％～5％的三氧化二釔、0.2％～1％的三氧化二鋁以及0.05％～0.2％的二氧化鈦，且所述二氧化鋯的中位粒徑為0.1微米～0.5微米；

將所述陶瓷粉料、有機(jī)單體、交聯(lián)劑、助劑、催化劑和引發(fā)劑和水混合，得到漿料，所述有機(jī)單體與所述陶瓷粉體的質(zhì)量比為2:100～4:100；

將所述漿料注模成型，固化后脫模，得到坯體；及

將所述坯體燒結(jié)處理，得到氧化鋯陶瓷。

上述氧化鋯陶瓷的制備方法操作簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。且上述氧化鋯陶瓷的制備方法通過采用由94％～96％的氧化鋯、3.5％～5％的三氧化二釔、0.2％～1％的三氧化二鋁以及0.05％～0.2％的二氧化鈦的組成陶瓷粉體，并控制氧化鋯的中位粒徑為0.1微米～0.5微米，再通過與有機(jī)單體形成漿料，并進(jìn)行凝膠注模成型，通過原位凝固成型，使得燒結(jié)得到的氧化鋯陶瓷的氣孔率低、內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，缺陷少，加上采用比例適中的晶相穩(wěn)定劑三氧化二釔、晶粒長(zhǎng)大抑制劑三氧化二鋁和增韌添加劑二氧化鈦，致使使氧化鋯陶瓷的晶粒細(xì)小、均勻，以致于陶瓷具有高的強(qiáng)度、良好的韌性。且由于上述方法制備得到的氧化鋯陶瓷晶粒小、氣孔率較低、內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，從而使得該氧化鋯陶瓷拋光處理后具有較高的表面光潔度，且表面粗糙度Ra在0.02微米以下。