一种微晶耐磨陶瓷研磨体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种微晶耐磨陶瓷研磨体及其制备方法与应用。所述的微晶耐磨陶瓷研磨体包含如下组分：α‑氧化铝、高铝矾土、氧化铁、滑石、碳酸钡、钾长石、二氧化钛、二氧化锰、重质碳酸钙、氧化锆、氧化镧和氧化铈。本发明专利技术通过微裂纹增韧、氧化锆相变增韧及颗粒微细化增韧等，使晶耐磨陶瓷研磨体韧性得到较大提高；同时，通过加入合适种类及数量的矿化剂，优化工艺参数，严格控制工艺，形成比较理想的矿物相，使微晶耐磨陶瓷研磨体的微观结构更加致密均匀，在其使用过程中，其抗剥落、抗冲击能力大大提高，综合性能优于同种类的氧化铝瓷球。

【技术实现步骤摘要】
一种微晶耐磨陶瓷研磨体及其制备方法与应用
本专利技术属于陶瓷材料
，具体涉及一种微晶耐磨陶瓷研磨体及其制备方法与应用。
技术介绍
随着对粉碎加工原材料品质要求的提高，陶瓷研磨体的使用越来越广泛，目前已经广泛应用于陶瓷、水泥、涂料、耐火材料、无机矿物粉料等行业。原来使用较多的金属研磨体正在减少并逐步退出，这主要是因为陶瓷研磨体较金属研磨体具有质量轻、硬度高、磨耗低、抗震稳定性好、耐腐蚀等特点，在使用过程中节电、噪音小、带入的杂质少。原来粉碎用的金属研磨体，为了提高其耐磨性，往往都加入有金属铬，这对于加工的原材料及环境都有一定的污染，而陶瓷研磨体就解决了铬污染问题，因此，陶瓷研磨体又是一种环保产品。陶瓷研磨体较其它研磨体虽然有较多优点，但现有的陶瓷研磨体还存在着一些缺点和薄弱环节，急需克服和改进提高。目前市场上普遍采用的氧化铝陶瓷研磨体，其主要缺点是脆性大，致密度还有待进一步提高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足和缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种微晶耐磨陶瓷研磨体。本专利技术的另一目的在于提供一种微晶耐磨陶瓷研磨体的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述微晶耐磨陶瓷研磨体的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种微晶耐磨陶瓷研磨体，其原料包含如下按质量百分比计的组分：所述的微晶耐磨陶瓷研磨体的各原料组分的粒径优选如下：所述的微晶耐磨陶瓷研磨体的制备方法，包含如下步骤：(1)配料与球磨：将上述微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分混合，加入分散剂和水，球磨至D50＜1.50μm，然后再加入粘结剂，继续球磨后出磨，获得浆料；(2)干燥与造粒：将步骤(1)制得的浆料干燥造粒，筛分，制得造粒粉；(3)成型：步骤(2)制得的造粒粉进行压制成型，得到陶瓷生坯；(4)烧结：将步骤(3)制得的陶瓷生坯烧结，得到微晶耐磨陶瓷研磨体；步骤(1)中所述的分散剂的用量优选为微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分(α-氧化铝、高铝矾土、氧化铁、滑石、碳酸钡、钾长石、二氧化钛、二氧化锰、重质碳酸钙、氧化锆、氧化镧，氧化铈)总质量的0.2～0.6％；步骤(1)中所述的分散剂优选为三聚磷酸钠；步骤(1)中所述的研磨的条件优选为料：球：水＝1：(2～2.5)：(0.7～0.9)；步骤(1)中所述的球磨的时间优选为30～40min；步骤(1)中所述的继续球磨的时间优选为4～6min；步骤(1)中所述的粘结剂的用量优选为微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分(α-氧化铝、高铝矾土、氧化铁、滑石、碳酸钡、钾长石、二氧化钛、二氧化锰、重质碳酸钙、氧化锆、氧化镧和氧化铈)总质量的0.05～0.08％；所述的粘结剂优选为聚乙烯醇；步骤(2)中所述的干燥的条件优选为380～420℃喷雾干燥；步骤(2)中所述的干燥后浆料的含水率优选为0.4～0.6wt％；步骤(2)中所述的筛分优选为用30～45目分样筛筛分；步骤(3)中所述的压制成型的条件优选为135～150MPa，保压2～3min；步骤(4)中所述的烧结优选在高温电炉中进行；步骤(4)中所述的烧结的条件优选为1400℃烧结2h；步骤(4)中所述的烧结的条件进一步优选为室温～150℃，升温时间1.5h；150～500℃，升温时间1.5h，保温0.5h；500～900℃，升温时间1.5h，保温0.5～1h；900～1200℃，升温时间1.0h，保温0.5～1h；1200～1400℃，升温时间1.5h，保温2.0～2.5h；步骤(4)中所述的微晶耐磨陶瓷研磨体为球形或柱状等；所述的微晶耐磨陶瓷研磨体在陶瓷、水泥、涂料、耐火材料、无机矿物粉料等领域中的应用；本专利技术中α-氧化铝及高铝矾土主要提供微晶耐磨陶瓷研磨体生成刚玉相的主要成分氧化铝；氧化铁提供生成铁铝尖晶石的成分氧化铁；滑石粉提供生成镁铝尖晶石的成分氧化镁；氧化锆提供相变物质氧化锆增加制品的韧性；其它原料作为矿化剂及熔剂，促进制成品矿物生成，以及生成低熔物，降低烧结温度，促进微晶耐磨陶瓷研磨体烧结。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：(1)本专利技术通过微裂纹增韧、氧化锆相变增韧及颗粒微细化增韧等，使微晶耐磨陶瓷研磨体韧性得到较大提高；同时，通过加入合适种类及数量的矿化剂(碳酸钙，二氧化锰等)，优化工艺参数，严格控制工艺，形成比较理想的矿物相，使微晶耐磨陶瓷研磨体的微观结构更加致密均匀，在其使用过程中，其抗剥落、抗冲击能力大大提高。(2)本专利技术的提供的微晶耐磨陶瓷研磨体综合性能优于同种类的氧化铝瓷球。(3)本专利技术操作简单，成本低，适于工业化生产。附图说明图1是实施例1制得的微晶耐磨陶瓷研磨体扫描电镜(100×)图。图2是实施例1制得的微晶耐磨陶瓷研磨体扫描电镜(500×)图。图3是实施例1制得的微晶耐磨陶瓷研磨体扫描电镜(800×)图。图4是实施例1制得的微晶耐磨陶瓷研磨体扫描电镜(1000×)图。图5是实施例1制得的微晶耐磨陶瓷研磨体扫描电镜(3000×)图。图6是实施例1的流程图。图7是材料抗弯强度测试示意图。图8是材料断裂韧性测试示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1(1)配料和球磨按照表2中各组分质量百分比计算微晶耐磨陶瓷研磨体原料的质量，其中，用电子称称量主要原料氧化铝粉、高铝矾土和氧化铁，采用电子天平称量其它小料；将制作微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分混合，置于研磨罐中；然后加入分散剂三聚磷酸钠和水，其中，分散剂的用量为上述原料组分总质量的0.5％，按料：球：水＝1：2.5：0.8的比例，研磨30min至D50＜1.50μm，然后再加入粘结剂聚乙烯醇，其中，粘结剂的用量为上述原料组分总质量的0.06％，继续球磨5min，然后出磨，得到浆料；(2)干燥与造粒将步骤(1)制得的浆料经400℃喷雾干燥造粒，然后过30目分样筛，得到含水率为0.6wt％的造粒粉；(3)成型将步骤(2)制得的造粒粉装入磨具内，利用压机进行压制成型，其中，成型压力135MPa，保压时间2min，得到陶瓷生坯；(4)烧结将步骤(3)制得的陶瓷生坯放入高温电炉内，进行烧结，具体为：室温～150℃，升温时间1.5h；150～500℃，升温时间1.5h，保温0.5h；500～900℃，升温时间1.5h，保温1h；900～1200℃，升温时间1.0h，保温1.0h；1200～1400℃，升温时间1.5h，保温2.0h；得到微晶耐磨陶瓷研磨体，其制备流程见图6，制得的微晶耐磨陶瓷研磨体的扫描电镜图见图1～5。实施例2(1)配料和球磨按照表2中各组分质量百分比计算微晶耐磨陶瓷研磨体原料的质量，其中，用电子称称量主要原料氧化铝粉、高铝矾土和氧化铁，采用电子天平称量其它小料；将制作微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分混合，置于研磨罐中；然后加入分散剂三聚磷酸钠和水，其中，分散剂的用量为上述原料组分总质量的0.3％；按料：球：水＝1：2：0.7的比例，研磨40min至D50＜1.50μm，然后再加入粘结剂聚乙烯醇，其中，粘结剂的用量为上述原料组分总质量的0.05％，继续球磨4min，然后出磨，得到浆料；(2)干燥与造粒将步骤(1)制得的浆料经420℃喷雾干燥造粒，然后过45目分样筛，得到含水率为0.5wt％的造粒粉；(3)成型将步骤(2)制得的造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微晶耐磨陶瓷研磨体，其特征在于其原料包含如下按质量百分比计的组分：

【技术特征摘要】
1.一种微晶耐磨陶瓷研磨体，其特征在于其原料包含如下按质量百分比计的组分：2.根据权利要求1所述的微晶耐磨陶瓷研磨体，其特征在于：所述的微晶耐磨陶瓷研磨体的各原料组分的粒径如下：3.权利要求1或2所述的微晶耐磨陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于包含如下步骤：(1)配料与球磨：将上述微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分混合，加入分散剂和水，球磨至D50＜1.50μm，然后再加入粘结剂，继续球磨后出磨，获得浆料；(2)干燥与造粒：将步骤(1)制得的浆料干燥造粒，筛分，制得造粒粉；(3)成型：步骤(2)制得的造粒粉进行压制成型，得到陶瓷生坯；(4)烧结：将步骤(3)制得的陶瓷生坯烧结，得到微晶耐磨陶瓷研磨体。4.根据权利要求3所述的微晶耐磨陶瓷研磨体的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的分散剂的用量为微晶耐磨陶瓷研磨体的原料组分总质量的0.2～0.6％。5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立峰，贾玉川，贾进，贾鹏飞，白周喜，王书正，
申请(专利权)人：洛阳鹏飞耐磨材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41