一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）将Ti3AlC2粉和莫来石粉混合均匀，形成的混合物中莫来石体积分数为1～90%；（2）将步骤（1）中的混合物经模具冷压成胚体；（3）将步骤（2）得到胚体置于流动氩气环境中，在800～1600℃条件下反应0.5～5小时，冷却后既得所需Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷；本发明专利技术制备工艺简单、生产成本低、易于工业化推广。

Preparation of a low glass wettability titanium three aluminum carbon two / mullite composite ceramics

The invention discloses a low wettability of titanium aluminum carbon glass three / two mullite composite ceramics preparation method comprises the following steps: (1) the Ti3AlC2 powder and mullite powder, the formation of a mixture of mullite volume fraction is between 1 and 90%; (2) the step (1) mixed compound die cold pressed into the embryo; (3) the step (2) obtained embryos in flowing argon environment, under the condition of 800~1600 DEG C reaction for 0.5 to 5 hours after cooling is required Ti3AlC2/ mullite composite ceramics; the invention has the advantages of simple preparation process, low production cost, Yi Yugong industry promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法
本专利技术涉及一种复合陶瓷的制备方法，具体涉及一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法。
技术介绍
Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷是一种新型耐热复合陶瓷材料，兼具Ti3AlC2陶瓷和莫来石的热稳定性和耐热震性能；可以在高温下重复使用，达到工业化生产玻璃制品作为托板的要求；某玻璃厂目前生产玻璃制品使用的陶瓷托板为氧化铝-莫来石陶瓷复合材料，全部从日本进口，价格昂贵，且使用寿命低，易于开裂；Ti3AlC2是一种三元层状陶瓷，具有很好地导热性能、导电性能和力学性能，同时具有高的熔点、高的热稳定性和热震性能，常应用在高温领域；莫来石耐火度高、导热率很低，是理想的高级耐火材料；本专利技术制备的低玻璃润湿性Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷满足工业化生产玻璃制品的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种导热率低、耐热性好和耐热震性能好的低玻璃润湿性的钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法。本专利技术采用的技术方案是：一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将Ti3AlC2粉和莫来石粉混合均匀，形成的混合物中莫来石体积分数为1～90％；(2)将步骤(1)中的混合物经模具冷压成胚体；(3)将步骤(2)得到胚体置于流动氩气环境中，在800～1600℃条件下反应0.5～5小时，冷却后既得所需Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷。进一步的，得到Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷后，将其进行高温热暴露氧化处理，处理温度在500～1500℃。进一步的，所述步骤(1)中Ti3AlC2粉的粒径为200～400目，莫来石粉的粒径为200～400目。进一步的，所述混合通过在滚筒式混料机上进行混合，混料5～20小时。进一步的，所述步骤(2)中压力为3～12吨。进一步的，所述步骤(3)升温速率为1～10℃/min，降温速率为1～10℃/min，氩气流量为50～250ml/min。进一步的，所述高温热暴露氧化过程中升温速率为1～10℃/min，降温速率为1～10℃/min。进一步的，所述高温热暴露氧化处理之前将Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面进行粗磨、细磨和抛光处理。进一步的，所述高温热暴露氧化处理时间为4～24小时。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过混合烧结，即可获得Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷，制备工艺简单、成本低，易于工业化推广；(2)本专利技术获得的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷，烧结性好，在较低温度下即可烧结成形，远低于氧化铝-莫来石陶瓷高温烧结所需的1900℃，且力学性能优于氧化铝-莫来石陶瓷，抗热震性更好，使用寿命更长；(3)本专利技术获得的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷在高温热暴露处理后，表面可获得一层厚厚的TiO2和Al2O3致密氧化膜，能增强Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的高温抗氧化性能和热稳定性能，同时可有效防止玻璃与Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷发生粘结。附图说明图1为本专利技术实施例中制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的X射线衍射图谱。图2为本专利技术实施例中制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的致密度曲线。图3为本专利技术实施例中制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的热导率曲线。图4为本专利技术实施例1制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的扫描电镜图。图5为本专利技术实施例2制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的扫描电镜图。图6为本专利技术实施例3制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的扫描电镜图。图7为本专利技术实施例4制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的扫描电镜图。图8为本专利技术实施例5制备的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的扫描电镜图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种低玻璃润湿性Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将200～400目的Ti3AlC2粉和200～400目的莫来石粉进行混合，混合粉中莫来石的体积分数为10％，在滚筒式混料机上混料5个小时；(2)将步骤(1)得到的混合粉末经模具冷压成坯体；(3)将步骤(2)得到的胚体置于流动氩气的管式炉中，在1300℃条件下保温处理1小时，得到反应产物；管式炉的升温速率为5℃/min，降温速率为5℃/min，氩气流量为200ml/min；(4)将步骤(3)得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面进行粗磨、细磨和抛光；(5)将步骤(4)中粗磨、细磨和抛光后的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷置于箱式电阻炉中进行高温热暴露氧化处理，处理温度在500℃，时间为24h。得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面喷涂BN涂层后，即可用作生产玻璃制品的托板。实施例2一种低玻璃润湿性Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将200～400目的Ti3AlC2粉和200～400目的莫来石粉进行混合，混合粉中莫来石的体积分数为20％，在滚筒式混料机上混料10个小时；(2)将步骤(1)得到的混合粉末经模具冷压成坯体；(3)将步骤(2)得到的胚体置于流动氩气的管式炉中，在1500℃条件下保温处理2小时，得到反应产物；管式炉的升温速率为5℃/min，降温速率为5℃/min，氩气流量为200ml/min；(4)将步骤(3)得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面进行粗磨、细磨和抛光；(5)将步骤(4)中粗磨、细磨和抛光后的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷置于箱式电阻炉中进行高温热暴露氧化处理，处理温度在800℃，时间为20h。得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面喷涂BN涂层后，即可用作生产玻璃制品的托板。实施例3一种低玻璃润湿性Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将200～400目的Ti3AlC2粉和200～400目的莫来石粉进行混合，混合粉中莫来石的体积分数为30％，在滚筒式混料机上混料15个小时；(2)将步骤(1)得到的混合粉末经模具冷压成坯体；(3)将步骤(2)得到的胚体置于流动氩气的管式炉中，在1500℃条件下保温处理4小时，得到反应产物；管式炉的升温速率为5℃/min，降温速率为5℃/min，氩气流量为200ml/min；(4)将步骤(3)得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面进行粗磨、细磨和抛光；(5)将步骤(4)中粗磨、细磨和抛光后的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷置于箱式电阻炉中进行高温热暴露氧化处理，处理温度1000℃，时间为16h。得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面喷涂BN涂层后，即可用作生产玻璃制品的托板。实施例4一种低玻璃润湿性Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将200～400目的Ti3AlC2粉和200～400目的莫来石粉进行混合，混合粉中莫来石的体积分数为40％，在滚筒式混料机上混料15个小时；(2)将步骤(1)得到的混合粉末经模具冷压成坯体；(3)将步骤(2)得到的胚体置于流动氩气的管式炉中，在1400℃条件下保温处理2小时，得到反应产物；管式炉的升温速率为5℃/min，降温速率为5℃/min，氩气流量为200ml/min；(4)将步骤(3)得到的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷表面进行粗磨、细磨和抛光；(5)将步骤(4)中粗磨、细磨和抛光后的Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷置于箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将Ti3AlC2粉和莫来石粉混合均匀，形成的混合物中莫来石体积分数为1～90％；(2)将步骤(1)中的混合物经模具冷压成胚体；(3)将步骤(2)得到胚体置于流动氩气环境中，在800～1600℃条件下反应0.5～5小时，冷却后既得所需Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将Ti3AlC2粉和莫来石粉混合均匀，形成的混合物中莫来石体积分数为1～90％；(2)将步骤(1)中的混合物经模具冷压成胚体；(3)将步骤(2)得到胚体置于流动氩气环境中，在800～1600℃条件下反应0.5～5小时，冷却后既得所需Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，其特征在于，得到Ti3AlC2/莫来石复合陶瓷后，将其进行高温热暴露氧化处理，处理温度在500～1500℃。3.根据权利要求1所述的一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中Ti3AlC2粉的粒径为200～400目，莫来石粉的粒径为200～400目。4.根据权利要求1所述的一种低玻璃润湿性钛三铝碳二/莫来石复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述混合通过在滚筒式混料机...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春峰，朱德贵，许璐迪，张姬，李昌，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51