[發明專利]一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法

在審

• 申請號: 202110567514.5
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113307635A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊碩;李燕萍;劉漢強;薛建強;師琳璞;陳鳳秋
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: C04B35/626
• 分類號: C04B35/626;C04B35/48;C04B35/622;B28B7/24;B28B1/26
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

1.一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、加工軌道盤

選取一塊長方形金屬板，在金屬板一側的表面加工多條截面為半圓形的凹槽，半圓形軌道的長度方向與金屬板的長邊平行，多條半圓形軌道沿金屬板的寬度方向均勻間隔排列，金屬板的長度為15-20m，半圓形軌道的直徑為4-5mm，相鄰兩條半圓形軌道的間距為5-6mm，得到具有多條半圓形軌道的軌道盤，對軌道盤的表面進行噴砂處理，在軌道盤與半圓形軌道相背一側的表面粘貼加熱帶，并在半圓形軌道的表面噴涂疏水涂料，通過加熱帶將疏水涂料烘干；

步驟二、制備原料

稱取平均粒徑為0.08-0.12μm的ZrO₂粉粒，并按照質量百分比，稱取占ZrO₂粉粒總質量比例為2-2.5%的丙烯酰胺、0.2-0.3%的N-N’亞甲基雙丙烯酰胺、1-1.5%的聚羧酸銨、0.4-0.5%的過硫酸銨和0.15-0.2%的四甲基乙二胺；

將丙烯酰胺、N-N’亞甲基雙丙烯酰胺、N-N’亞甲基雙丙烯酰胺加入水中攪拌，得到固含量為70-80%的預混液；將ZrO₂粉粒和預混液加入球磨罐內進行球磨，球磨介質為ZrO₂球體，球磨時間6-10h，得到球磨漿料；將過硫酸銨和四甲基乙二胺加入球磨漿料并攪拌，得到陶瓷漿料，將陶瓷漿料存放至儲漿罐內，并進行抽真空除泡，備用；

步驟三、滴定成型

將軌道盤傾斜放置，使軌道盤與水平方向之間具有10-15°的夾角且半圓形軌道朝上，將收集裝置放置在軌道盤的底端，并將滴定盤放置在軌道盤的頂端，使滴定盤的多個滴定針筒分別與多條半圓形軌道的頂端對齊，然后使加熱帶以120-150℃對軌道盤進行加熱，再將步驟二制備的陶瓷漿料注入滴定盤，對滴定盤的氣動壓力進行控制，使陶瓷漿料從滴定盤的多個滴定針筒以相同的液滴形成速率同步滴落至多條半圓形軌道內，從而使陶瓷漿料液滴在半圓形軌道上向下滾動并被加熱固化成陶瓷微球球坯，然后將落入收集裝置內的陶瓷微球球坯加工成陶瓷微球，即完成陶瓷微球的滴定成型。

2.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：軌道盤的材料為鋁合金或不銹鋼，軌道盤的厚度為9-12mm，噴砂處理后保證軌道盤的表面粗糙度Ra≤1.6μm。

3.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：步驟一中，使加熱帶以80-100℃對軌道盤加熱3-5h，從而烘干疏水涂料。

4.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：所述的球磨罐為聚氨酯制成的行星球磨罐，球磨介質為直徑3mm的ZrO₂球體，原料與球體的質量比為2:1，球磨轉速為200r/min。

5.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：所述球磨漿料在室溫、轉速20s^-1條件下的粘度值為90-95mPa·s。

6.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：步驟三中，采用30#滴定針筒，控制陶瓷漿料液滴的直徑為0.1-0.12mm。

7.根據權利要求1所述的一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，其特征在于：步驟三中，使陶瓷微球球坯在200℃干燥3h，然后在600℃進行脫脂處理15h，最后在1500℃保溫2h，得到陶瓷微球。