[發明專利]一種低溫燒結無收縮變形的微孔陶瓷灌水器的制備方法

在審

• 申請號: 202010160857.5
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111362678A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李向明;姜付義;孫學勤;朱小濤;康利濤
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: C04B35/14
• 分類號: C04B35/14;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64;C04B38/00;A01G25/02
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 曲姮

本發明屬于旱區農業節水灌溉技術領域，尤其涉及一種低溫燒結無收縮變形的微孔陶瓷灌水器的制備方法。本發明制備的陶瓷粉具有在600?650℃即可軟化熔融的特點，因此由石英粉和陶瓷粉混合模壓制成的坯體，只需在比600?650℃略高的溫度下即可燒制出滿足力學性能、開口孔隙率和孔徑要求的微孔陶瓷灌水器。在陶瓷制品的燒制過程中，燒結溫度越高，陶瓷制品的收縮率越大。由于本發明微孔陶瓷灌水器的燒結溫度僅為680?720℃，遠低于背景技術中對比文獻報道的燒結溫度，因此本發明制備的微孔陶瓷灌水器勢必具有極低的收縮率，可大幅降低微孔陶瓷灌水器的制造和使用成本，極具農業推廣潛力和市場前景。

技術領域

本發明屬于旱區農業節水灌溉技術領域，尤其涉及一種低溫燒結無收縮變形的微孔陶瓷灌水器的制備方法。

背景技術

滲灌具有節水效率高和生產成本低的顯著優點。微孔陶瓷內部存在大量相互連通的微孔道，這些微孔道具有很好的毛細作用，能對在其內部流動的水產生很好的消能作用，將其制成灌水器用于滲灌也可取得理想的灌溉效果。上世紀末，在印度、巴基斯坦、伊朗、中東和拉丁美洲等一些干旱、半干旱地區出現了利用陶罐進行滲灌的做法，這種灌溉方法雖然簡陋，但具有很好的節水、節能和增產效果。

進入21世紀，為了實現微孔陶瓷滲灌的智能化和連續化，一些學者對微孔陶瓷灌水器的規范化制備進行了研究。文獻1“粘土基微孔陶瓷滲灌灌水器制備與性能優化，農業機械學報，2015,46(4):183-188.”公開了一種微孔陶瓷灌水器，該灌水器是將粘土、爐渣和硅溶膠的混合料模壓成坯體在1050-1100℃燒成，其中燒結溫度為1075℃，爐渣摻量為10％-30％的灌水器綜合性能最佳，抗彎強度為9.0-11.0MPa，線收縮率為3.8％-4.7％，開口孔隙率為36.8％-44.8％。文獻2“硅藻土微孔陶瓷灌水器制備工藝優化，農業工程學報，2015,31(22):70-76.”公開了一種微孔陶瓷灌水器，該灌水器將粘土、硅藻土和硫酸鈣的混合料模壓成坯體在1060-1090℃燒成，其中燒結溫度為1075℃，硅藻土摻量為15％的灌水器綜合性能最佳，維氏硬度為448MPa、線收縮率為4.9％，開口孔隙率為26.3％，在10KPa水頭的流量為1.64L/h。文獻3“微孔陶瓷灌水器流量影響因素研究，農業機械學報，2016,47(4):73-78.”公開了一種微孔陶瓷灌水器，該灌水器是將粘土、爐渣和硅溶膠的混合料模壓成坯體在1050-1100℃燒成，其中通過改變燒結溫度改變收縮率，控制孔隙率，繼而達到改變微孔陶瓷灌水器流量的目的。文獻4“一種微孔陶瓷灌水器及其制備方法”(申請號201610511677.0)公開了一種微孔陶瓷灌水器，該灌水器是將石英砂、滑石粉、糊精和硅溶膠的混合料模壓成坯體在1200-1300℃燒成。

上述文獻報道的微孔陶瓷灌水器雖然均能夠滿足滲灌的性能要求，但很難滿足農業生產的低成本要求，主要體現在灌水器的燒結溫度高、燒結收縮率大、燒結變形嚴重這三個方面。燒結溫度高意味著制造成本高，燒結收縮率大和變形嚴重會增加灌水器與灌溉管道的安裝難度，為了確保與灌溉管道順利安裝，灌水器在安裝前必須進行打磨整形，不但灌水器的使用成本高，而且耗時耗工。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的不足，提供一種低溫燒結無收縮變形的微孔陶瓷灌水器的制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種低溫燒結無收縮變形的微孔陶瓷灌水器的制備方法，步驟如下：

(1)將粒徑為0.2-0.5mm的石英砂倒入氧化鋯球磨罐中，向每100g石英砂中加入20-25顆直徑10-15mm的氧化鋯磨球，利用行星式球磨機球磨30-50mi n，得到平均粒徑為5-30μm的石英粉；