一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了添加二氧化钛改性复合陶瓷材料及其制备方法，其由下列重量份的原料制成：二氧化钛3‑8份、氧化铝陶瓷粉30‑45份、黏土5‑10份、氮化铌4‑7份、炭黑5‑8份、聚乙烯蜡2‑6份、乙烯基三乙氧基硅烷3‑8份、聚铝硅氧烷3‑6份、过氧化二异丙苯1‑4份、乙烯基羧酸酯4‑8份、四甲基氢氧化铵2‑4份、聚乙二醇1‑5份、氮化铝1‑2份、氧化镁1‑4份、硫酸钡2‑5份、硼化钠3‑6份、二硅化钼1‑2 份、抗氧化剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。制备而成的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料,其性能稳定、耐腐蚀、耐磨损、强度高。同时，还公开了相应的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，特别涉及到一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
陶瓷材料的致命弱点是脆性，在外力作用下，在材料表面或内部微裂纹尖端产生应力集中，裂纹扩展形成表面能以消耗能量，因而裂纹的扩展速度极其迅速，往往在瞬间就使陶瓷材料遭到灾难性的破坏。二氧化钛具有突出的耐光、耐热效应，良好的耐化学腐蚀性能，与基体的浸润性良好，界面反应较小，能够提高复合材料的力学性能、耐磨性、硬度，降低热膨胀系数，并且成本相对较低。所以本专利技术将二氧化钛与陶瓷材料相结合，通过改性或增强陶瓷材料的化学性能，使其耐磨、耐腐蚀、强度等性能大幅度的得到提高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料及其制备方法，通过采用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其性能稳定、耐腐蚀、耐磨损、强度高，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：二氧化钛3-8份、氧化铝陶瓷粉30-45份、黏土5-10份、氮化铌4-7份、炭黑5-8份、聚乙烯蜡2-6份、乙烯基三乙氧基硅烷3-8份、聚铝硅氧烷3-6份、过氧化二异丙苯1-4份、乙烯基羧酸酯4-8份、四甲基氢氧化铵2-4份、聚乙二醇1-5份、氮化铝1-2份、氧化镁1-4份、硫酸钡2-5份、硼化钠3-6份、二硅化钼1-2份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。优选地，所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。优选地，所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。优选地，所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。所述的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将氧化铝陶瓷粉、黏土、氮化铌、炭黑加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300-400目;（3）将二氧化钛、聚乙烯蜡、乙烯基三乙氧基硅烷、聚铝硅氧烷、氮化铝、氧化镁、硫酸钡、硼化钠、二硅化钼、抗氧化剂、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为600-700℃，高温烧结时间为20-35分钟；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯基羧酸酯、聚乙二醇一起加入球磨机，料球比例为1：8，球磨时间为2-3小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物；（6）将步骤（5）的过筛混合物、过氧化二异丙苯、四甲基氢氧化铵、稳定剂、偶联剂注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000-1500转/分钟，压强为1-1.5MPa，混合搅拌10-20分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4-10℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860-930℃，真空压强为0.1-0.5Pa，真空烧结时间为60-90分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2-4小时，即得成品。优选地，所述水淬的条件为：入水温度为12-18℃，水淬时间为50秒。优选地，所述筛孔径为300目。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：（1）本专利技术的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，以氧化铝陶瓷粉、黏土、氮化铌、炭黑、二氧化钛、聚乙烯蜡、乙烯基三乙氧基硅烷、聚铝硅氧烷、氮化铝、氧化镁、硫酸钡、硼化钠、二硅化钼为主要成分，通过加入乙烯基羧酸酯、聚乙二醇、过氧化二异丙苯、四甲基氢氧化铵、抗氧化剂、稳定剂、偶联剂，辅以机械粉碎、高温烧结、水淬处理、球磨分选、加压匀质、铸模固定、真空煅烧、去模脱蜡、养护成型等工艺，使得制备而成的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其性能稳定、耐腐蚀、耐磨损、强度高，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。（2）本专利技术的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。具体实施方式下面结合具体实施例对专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1（1）按照重量份称取二氧化钛3份、氧化铝陶瓷粉30份、黏土5份、氮化铌4份、炭黑5份、聚乙烯蜡2份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、聚铝硅氧烷3份、过氧化二异丙苯1份、乙烯基羧酸酯4份、四甲基氢氧化铵2份、聚乙二醇1份、氮化铝1份、氧化镁1份、硫酸钡2份、硼化钠3份、二硅化钼1份、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸铅2份、三异硬酯酸钛酸异丙酯1份；（2）将氧化铝陶瓷粉、黏土、氮化铌、炭黑加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为300目;（3）将二氧化钛、聚乙烯蜡、乙烯基三乙氧基硅烷、聚铝硅氧烷、氮化铝、氧化镁、硫酸钡、硼化钠、二硅化钼、2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为600℃，高温烧结时间为20分钟，水淬入水温度为12℃，水淬时间为50秒；（4）将步骤（3）的陶瓷块、乙烯基羧酸酯、聚乙二醇一起加入球磨机，料球比例为1：8，球磨时间为2小时；（5）将步骤（4）的球磨粉碎物过筛分选，收集过筛混合物，筛孔径为300目；（6）将步骤（5）的过筛混合物、过氧化二异丙苯、四甲基氢氧化铵、2-乙基乙酸铅、三异硬酯酸钛酸异丙酯注入高压匀质机中搅拌均匀，转速1000转/分钟，压强为1MPa，混合搅拌10分钟；（7）将步骤（6）的搅拌混合物注入模具中压制成型，所得胚体在4℃氮气保温箱中固定、脱胶30分钟；（8）将步骤（7）的胚体放入真空高温煅烧炉中进行烧结成型，煅烧温度为860℃，真空压强为0.1Pa，真空烧结时间为60分钟；（9）将步骤（8）的煅烧模型缓慢降至室温后，去模、脱蜡、放于60℃氮气保温箱中养护2小时，即得成品。制得的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。实施例2（1）按照重量份称取二氧化钛4份、氧化铝陶瓷粉35份、黏土7份、氮化铌5份、炭黑6份、聚乙烯蜡3份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、聚铝硅氧烷4份、过氧化二异丙苯2份、乙烯基羧酸酯5份、四甲基氢氧化铵3份、聚乙二醇2份、氮化铝1份、氧化镁2份、硫酸钡3份、硼化钠4份、二硅化钼1份、4-羟基十二烷酸酰替苯胺2份、蓖麻酸钙3份、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯1份；（2）将氧化铝陶瓷粉、黏土、氮化铌、炭黑加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合物粒度为350目;（3）将二氧化钛、聚乙烯蜡、乙烯基三乙氧基硅烷、聚铝硅氧烷、氮化铝、氧化镁、硫酸钡、硼化钠、二硅化钼、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、步骤（2）的粉末混合物一起加入高温试验电炉烧结，将得到的高温烧结物水淬，冷却得到陶瓷块，高温烧结温度为620℃，高温烧结时间为25分钟，水淬入水温度为14℃，水淬时间为50秒；（4）将步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：二氧化钛3‑8份、氧化铝陶瓷粉30‑45份、黏土5‑10份、氮化铌4‑7份、炭黑5‑8份、聚乙烯蜡2‑6份、乙烯基三乙氧基硅烷3‑8份、聚铝硅氧烷3‑6份、过氧化二异丙苯1‑4份、乙烯基羧酸酯4‑8份、四甲基氢氧化铵2‑4份、聚乙二醇1‑5份、氮化铝1‑2份、氧化镁1‑4份、硫酸钡2‑5份、硼化钠3‑6份、二硅化钼1‑2 份、抗氧化剂1‑4份、稳定剂2‑5份、偶联剂1‑2份。

【技术特征摘要】
1.一种添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：二氧化钛3-8份、氧化铝陶瓷粉30-45份、黏土5-10份、氮化铌4-7份、炭黑5-8份、聚乙烯蜡2-6份、乙烯基三乙氧基硅烷3-8份、聚铝硅氧烷3-6份、过氧化二异丙苯1-4份、乙烯基羧酸酯4-8份、四甲基氢氧化铵2-4份、聚乙二醇1-5份、氮化铝1-2份、氧化镁1-4份、硫酸钡2-5份、硼化钠3-6份、二硅化钼1-2份、抗氧化剂1-4份、稳定剂2-5份、偶联剂1-2份。2.根据权利要求1所述的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其特征在于：所述抗氧化剂为2，2'-甲撑双(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羟基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羟基十八烷酸酰替苯胺中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其特征在于：所述稳定剂为2-乙基乙酸铅、蓖麻酸钙、硬脂酸锌、丹桂酸钡中的任意一种。4.根据权利要求1所述的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料，其特征在于：所述偶联剂选自三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基三（二辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯钛、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯中的任意一种或几种。5.根据权利要求1-4任一所述的添加二氧化钛改性复合陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照重量份称取各原料；（2）将氧化铝陶瓷粉、黏土、氮化铌、炭黑加入雷蒙磨粉机中进行研磨，磨粉机功率为22KW，混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志明，
申请(专利权)人：苏州洛特兰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32