[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

一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，先加工具有多條半圓形軌道的軌道盤，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；然后制備陶瓷漿料；最后進行滴定成型，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，再將陶瓷漿料注入滴定盤，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。本發明具有工藝成本低、工序少、容易實現自動化生產的優點，制成的陶瓷微球的球形度高，內部結構均勻。

技術領域

本發明涉及陶瓷微球成型領域，尤其涉及一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法。

背景技術

陶瓷微球指直徑在1mm以下，通常為0.1mm~1mm的球體結構或功能材料，常用的陶瓷微球種類包括，研磨介質類如ZrO2陶瓷微球，用于砂磨機研磨粉料；功能類如Gd2O2S、鋰陶瓷、ZrN等陶瓷微球，分別用于G-M超低溫制冷機中新型蓄冷材料以及核工業領域中的產氚包層功能材料和惰性基質材料。現有的陶瓷微球成型技術中，主要包括滾制法和常規滴定法。其中滾制法需要制核、加入粘結劑噴濕、滾制、自磨修正等多道工序，且受工藝影響，鍋體不能繼續增大，若提高產量就需要大量鍋體和操作工人，而且一般情況下一個操作工只能操作一臺滾鍋，造成人工成本增加，同時滾制法制備的陶瓷微球球坯圓度不高，坯體均勻性較差，容易導致燒結后成品球磨耗增加、使用壽命降低。而常規滴定法是一種將陶瓷粉漿滴入固化液池中成型的方法，相對于滾制法，其在直徑0.2mm規格以下產品中的優勢明顯，但由于在固化液中保持球狀并在短時間內發生固化反應，當陶瓷液滴進入固化液瞬時，液滴容易形成拖尾，導致球形度不十分理想，容易出現橢球形產品，并且該方法固化后的微球表皮容易脫落，固化池占地面積較大，固化液內的雜質容易造成陶瓷微球污染，且不易實現自動化控制或自動化控制成本偏高，工序繁多且成本高。

發明內容

為解決現有的陶瓷微球成型技術中陶瓷微球均勻性不高、圓度不足、制作過程繁瑣、生產效率低的問題，本發明提供了一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種通過軌道的凝膠注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，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