[發明專利]一種密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質的制備方法

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• 申請號: 202310394184.3
• 申請日: 2023-04-13
• 公開（公告）號: CN116283242A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 任永國;朱振宇;魏小威;范孝友
• 申請（專利權）人: 安徽致磨新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;B02C17/20;C04B35/622;C04B35/626;C01F7/308;B82Y40/00;C01G25/02
• 代理公司: 合肥錦輝利標專利代理事務所(普通合伙) 34210
• 代理人: 王利利

本發明涉及研磨介質技術領域，且公開了一種密度可調的金屬?陶瓷復合研磨介質的制備方法，以尿素作為沉淀劑，油酸作為表面活性劑，硝酸鋁經過水熱反應和煅燒，生成微納米氧化鋁微球，然后與硝酸釓和燒結助劑進行燒結，得到釓摻雜氧化鋁微球，釓摻雜進入氧化鋁的晶格，提高了氧化鋁的晶體界面的結合強度，提高了氧化鋁微球的強度和硬度。以釓摻雜氧化鋁微球作為研磨介質主要成分和納米氧化鋯，與剛玉、高嶺土、碳酸鈣、納米二氧化硅復配，并通過優化和調節比例，得到密度可調的金屬?陶瓷復合研磨介質，原料廉價易得，成本低廉，復合研磨介質具有硬度高、磨損率低、密度可調的優點。

技術領域

本發明涉及研磨介質技術領域，具體為一種密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質的制備方法。

背景技術

氧化鋁具有耐高溫性強、耐磨性優良、耐腐蝕性好、廉價易得，可以作為研磨介質，廣泛應用在建筑行業、冶金行業、油墨涂料等領域，為了滿足工業生產的需求，對氧化鋁研磨介質的綜合性能提出了更高的要求，開發硬度高、耐磨性強的氧化鋁研磨介質是研究熱點，專利CN115340369B《三元復相耐磨陶瓷球及其制備方法》，公開了以氧化鋁、硅酸鋯、納米氧化鋯、滑石、氧化鑭等作為原料，制備的三元復相耐磨陶瓷球，具有高硬度、高強度、低磨耗、密度可調的優點。

專利CN107312499B《一種球磨機用金屬與陶瓷復合研磨介質及其制備方法》，公開了一種金屬與陶瓷復合研磨介質，包括金屬內核以及包覆在金屬內核外周面上的外陶瓷層，將金屬與陶瓷結合在一起，達到改變研磨體密度大小目的，并且不降低研磨效率的情況下，提高研磨體的耐磨性。本發明旨在微納米氧化鋁微球、硝酸釓、納米氧化鋯、剛玉等作為原料，制備一種硬度高、磨損率低、密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明提供了一種硬度高、磨損率低、密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質的制備方法。

(二)技術方案

一種密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質的制備方法，包括如下步驟：

(1)向蒸餾水中加入硝酸鋁、尿素，攪拌溶解后加入乙醇和表面活性劑油酸，將溶液轉移至水熱反應釜中，保溫反應，反應后過濾溶液，去離子水洗滌，最后將物料置于管式爐中，在空氣氣氛中進行煅燒，得到微納米氧化鋁微球；

(2)將微納米氧化鋁微球、硝酸釓、燒結助劑和乙醇加入到球磨機中進行球磨，然后將球磨漿料進行干燥，將物料置于冷等靜壓機中進行壓至，最后將物料置于管式爐中，在空氣氣氛中進行燒結，得到釓摻雜氧化鋁微球；

(3)將氯氧化鋯加入到氫氧化鈉溶液中，然后加入十六烷基三甲溴化銨，將溶液加熱至60-90℃進行反應6-18h，反應后過濾，去離子水洗滌至中性，然后將產物在置于管式爐中，在空氣氣氛中進行煅燒，控制煅燒溫度為800-1000℃，時間為2-3h，得到納米氧化鋯。

(4)將釓摻雜氧化鋁微球、納米氧化鋯、剛玉、高嶺土、碳酸鈣、納米二氧化硅和蒸餾水加入到球磨機中進行球磨，然后將球磨漿料干燥后置于冷等靜壓機中壓至球狀，最后再置于管式爐中，在空氣氣氛中進行煅燒，控制煅燒溫度為1250-1400℃，時間為2-3h，得到密度可調的金屬-陶瓷復合研磨介質。

優選的，所述(1)中硝酸鋁、尿素、油酸的重量比例為100:120-180:400-750。

優選的，所述(1)中保溫反應的溫度為180-210℃，時間為3-8h。

優選的，所述(1)中煅燒溫度為600-800℃，時間為3-5h。

優選的，所述(2)中微納米氧化鋁微球、硝酸釓、燒結助劑的重量比例為97-99.5:0.2-1.5:0.3-1.5。

優選的，所述(2)中燒結助劑包括氧化鈣、氧化鎂、二氧化錳或二氧化鈦。