一种高强度陶瓷制品及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种高强度陶瓷制品及其制备工艺，该制备工艺的具体步骤为：S1：制备纤维陶瓷球；S2：混料：按重量分数，陶瓷粉40‑50份，磁铁矿5‑10份，铬铁矿6‑12份和酚醛树脂3‑7份，放入球磨机内研磨1h，再将步骤一中的纤维陶瓷球30‑40份加入，继续球磨9‑10h，制成陶瓷坯料；S3：装模：将步骤S2中的陶瓷坯料填充在模具中，挤压成型后，脱模成坯体；S4：烧结：制成的坯体先在干燥室中干燥，再在烧结炉中烧结，得到陶瓷制品。本发明专利技术的高强度陶瓷的制备工艺，通过预烧结分解得到纤维陶瓷球，再经由混料、装模、烧结，得到合成陶瓷，分散均匀，强度韧性也得到提高。

A High Strength Ceramic Products and Its Preparation Technology

【技术实现步骤摘要】
一种高强度陶瓷制品及其制备工艺
本专利技术涉及陶瓷
，具体的说涉及一种高强度陶瓷制品及其制备工艺。
技术介绍
随着科技的发展，各种新材料如雨后春笋般涌现，陶瓷材料就是其中一种。陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成型或高温煅烧制成的一类无机非金属材料，陶瓷的种类很多，用途各异。随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种，结构陶瓷就是其中一种。在结构陶瓷方面，由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点，因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有：Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。但是单一的氧化锆所组成的陶瓷材料其性能较为单一，不能满足在多个领域的使用，为了有效的改进其性能，需要对其陶瓷组成成分进行优化，提高陶瓷材料的综合性能，这也是陶瓷领域的一个热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高强度陶瓷制品及其制备工艺，该制备工艺通过预烧结分解得到纤维陶瓷球，再经由混料、装模、烧结，得到合成陶瓷，分散均匀，强度韧性也得到提高。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度陶瓷制品，其特征在于，包括以下重量份的原料：陶瓷粉40-50份、纤维陶瓷球30-40份、磁铁矿5-10份、铬铁矿6-12份和酚醛树脂3-7份；其中，纤维陶瓷球包含以下重量份的原料：20-25份的纤维前体、40-50份的陶瓷粉、5-8份的石墨粒和15-20份胶黏剂。本专利技术还提供一种高强度陶瓷制品的制备工艺，具体步骤为：S1：制备纤维陶瓷球；S2：混料：按重量分数，陶瓷粉40-50份，磁铁矿5-10份，铬铁矿6-12份和酚醛树脂3-7份，放入球磨机内研磨1h，再将步骤一中的纤维陶瓷球30-40份加入，继续球磨9-10h，制成陶瓷坯料；S3：装模：将步骤S2中的陶瓷坯料填充在模具中，挤压成型后，脱模成坯体；S4：烧结：制成的坯体先在干燥室中干燥，再在烧结炉中烧结，得到陶瓷制品。优选的，所述步骤S4中，烧结温度为1382~1643℃，保温4~6h后取出，降温得到陶瓷制品。优选的，所述S1中制备纤维陶瓷球的具体步骤为：S11：纤维前体：将纤维放入球磨机内研磨1h，之后加入粘合剂，得纤维前体；S12：纤维陶瓷粉球：按重量份数将20-25份的纤维前体、40-50份的陶瓷粉和5-8份的石墨粒放入球磨机内研磨5h，将3种粉末混匀后，加入15-20份胶黏剂后进行造粒，造粒所得纤维陶瓷粉球粒径为30~50mm；S13：预烧结：将造粒所得纤维陶瓷粉球送入烧结炉中，在360~400℃下预烧结，保持2~3h，退火，得到纤维陶瓷球。优选的，所述步骤S11中的纤维具体包括：5重量份的硅酸盐纤维、3重量份的芳纶纤维、4重量份的紫铜纤维和4重量份的玻璃纤维。优选的，所述步骤S2中陶瓷粉成分为氧化硅50-55份和氧化锌20-25份，将上述成分放入球磨机内研磨8~12h，混合均匀后过目筛选，陶瓷粉粒度为100~500目。优选的，所述步骤S11中粘合剂为重量份为50~55份的石蜡。优选的，所述步骤S12中的胶黏剂为亚硫酸纸浆废液。优选的，所述步骤S2中纤维陶瓷球的添加为多次间隔添加。优选的，所述步骤S2中纤维陶瓷球的添加分为4次添加，每次间隔60min。本专利技术通过在混料过程中加入纤维前体，纤维前体均匀填充在陶瓷粉内部，起到增韧等效果，结合纤维具有独特的高位快速空位扩散能力，进一步提高了陶瓷的强度，进一步分段烧结、混料，与纳米类稀土颗粒直接添加在陶瓷粉料中球磨、混料、烧结的工艺相比，、分散更为均匀，且陶瓷粉球预烧结过程中有气体产生，增加了复合的纤维陶瓷球的比表面积；纤维陶瓷球在混料过程中分阶段添加并搅拌，混合的浆料更为均匀。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：一种高强度陶瓷制品的制备工艺，具体步骤为：S1：制备纤维陶瓷球：S11：纤维前体：按重量份数，将5重量份的硅酸盐纤维、3重量份的芳纶纤维、4重量份的紫铜纤维和4重量份的玻璃纤维放入球磨机内研磨1h，之后加入重量份为50份的石蜡，得纤维前体；S12：纤维陶瓷粉球：按重量份数将20份的纤维前体、40份的陶瓷粉和5份的石墨粒放入球磨机内研磨5h，将3种粉末混匀后，加入15-20份亚硫酸纸浆废液后进行造粒，造粒所得纤维陶瓷粉球粒径为30~50mm；S13：预烧结：将造粒所得纤维陶瓷粉球送入烧结炉中，在360℃下预烧结，保持2h，退火，得到纤维陶瓷球；S2：混料：按重量分数，陶瓷粉40份，磁铁矿5份，铬铁矿6份和酚醛树脂3份，放入球磨机内研磨1h，再将步骤一中的纤维陶瓷球30份分为4次添加，每次间隔60min加入，继续球磨9h，制成陶瓷坯料，其中，陶瓷粉成分为氧化硅50份和氧化锌20份，将上述成分放入球磨机内研磨8h，混合均匀后过目筛选，陶瓷粉粒度为100~500目；S3：装模：将步骤S2中的陶瓷坯料填充在模具中，挤压成型后，脱模成坯体；S4：烧结：制成的坯体先在干燥室中干燥，再在烧结炉中烧结，烧结温度为1382~1643℃，保温4h后取出，降温得到陶瓷制品。对上述产品根据GB/T4740-1999陶瓷材料抗压强度试验方法进行性能测试，抗压强度为273MPa，根据GB/T6569-2006精细陶瓷弯曲强度试验方法进行性能测试，弯曲强度为159MPa。实施例二：一种高强度陶瓷制品的制备工艺，具体步骤为：S1：制备纤维陶瓷球：S11：纤维前体：按重量份数，将5重量份的硅酸盐纤维、3重量份的芳纶纤维、4重量份的紫铜纤维和4重量份的玻璃纤维放入球磨机内研磨1h，之后加入重量份为55份的石蜡，得纤维前体；S12：纤维陶瓷粉球：按重量份数将25份的纤维前体、50份的陶瓷粉和8份的石墨粒放入球磨机内研磨5h，将3种粉末混匀后，加入20份亚硫酸纸浆废液后进行造粒，造粒所得纤维陶瓷粉球粒径为30~50mm；S13：预烧结：将造粒所得纤维陶瓷粉球送入烧结炉中，在400℃下预烧结，保持3h，退火，得到纤维陶瓷球；S2：混料：按重量分数，陶瓷粉50份，磁铁矿10份，铬铁矿12份和酚醛树脂7份，放入球磨机内研磨1h，再将步骤一中的纤维陶瓷球40份分为4次添加，每次间隔60min加入，继续球磨10h，制成陶瓷坯料，其中，陶瓷粉成分为氧化硅55份和氧化锌25份，将上述成分放入球磨机内研磨12h，混合均匀后过目筛选，陶瓷粉粒度为100~500目；S3：装模：将步骤S2中的陶瓷坯料填充在模具中，挤压成型后，脱模成坯体；S4：烧结：制成的坯体先在干燥室中干燥，再在烧结炉中烧结，烧结温度为1382~1643℃，保温6h后取出，降温得到陶瓷制品。对上述产品根据GB/T4740-1999陶瓷材料抗压强度试验方法进行性能测试，抗压强度为263MPa，根据GB/T6569-2006精细陶瓷弯曲强度试验方法进行性能测试，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度陶瓷制品，其特征在于，包括以下重量份的原料：陶瓷粉40‑50份、纤维陶瓷球30‑40份、磁铁矿5‑10份、铬铁矿6‑12份和酚醛树脂3‑7份；其中，纤维陶瓷球包含以下重量份的原料：20‑25份的纤维前体、40‑50份的陶瓷粉、5‑8份的石墨粒和15‑20份胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种高强度陶瓷制品，其特征在于，包括以下重量份的原料：陶瓷粉40-50份、纤维陶瓷球30-40份、磁铁矿5-10份、铬铁矿6-12份和酚醛树脂3-7份；其中，纤维陶瓷球包含以下重量份的原料：20-25份的纤维前体、40-50份的陶瓷粉、5-8份的石墨粒和15-20份胶黏剂。2.一种高强度陶瓷制品的制备工艺，其特征在于：具体步骤为：S1：制备纤维陶瓷球；S2：混料：按重量分数，陶瓷粉40-50份，磁铁矿5-10份，铬铁矿6-12份和酚醛树脂3-7份，放入球磨机内研磨1h，再将步骤一中的纤维陶瓷球30-40份加入，继续球磨9-10h，制成陶瓷坯料；S3：装模：将步骤S2中的陶瓷坯料填充在模具中，挤压成型后，脱模成坯体；S4：烧结：制成的坯体先在干燥室中干燥，再在烧结炉中烧结，得到陶瓷制品。3.如权利要求2所述的高强度陶瓷制品的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中，烧结温度为1382~1643℃，保温4~6h后取出，降温得到陶瓷制品。4.如权利要求3所述的高强度陶瓷制品的制备工艺，其特征在于，所述S1中制备纤维陶瓷球的具体步骤为：S11：纤维前体：将纤维放入球磨机内研磨1h，之后加入粘合剂，得纤维前体；S12：纤维陶瓷粉球：按重量份数将20-25份的纤维前体、40-50份的...

【专利技术属性】
技术研发人员：危连进，
申请(专利权)人：福建省威尔陶瓷股份有限公司，厦门佰威进出口有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35