一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1‑0.3、氧化锆80‑100、硅烷偶联剂kh56020‑25、正硅酸乙酯100‑120、高岭土10‑17、二乙烯三胺3‑5、氮化硼28‑35、氧化镁3‑5、催化剂0.1‑0.2，本发明专利技术提高了传统陶瓷喷嘴的硬度和耐腐蚀性能，本发明专利技术改善了传统二氧化硅硬度高、加工性差的缺陷，成品的稳定性高，综合性能优越。

A zirconia ceramic nozzle for color sorter and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法。
技术介绍
目前陶瓷喷砂嘴、喷油嘴等喷嘴多采用碳化硅、碳化硼或者氧化铝等陶瓷材料制造，制造技术采用热压法或者无压烧结方法。以往常用的材质为二氧化硅材质和纯氮化硼材质喷嘴，二氧化硅材质的喷嘴由于其硬度较高，加工性能较差，只能适用于宽度较小的窄带材的生产。而纯氮化硼材质的喷嘴，加工性能很好，虽然散热效果较好(导热性能好)，但抗热冲击能力以及韧性都较弱，使用一段时间后，很快就会出现喷口变形、喷道被熔融液体冲击成流沟，造成喷射体沉积在基材上的厚度不均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1-0.3、氧化锆80-100、硅烷偶联剂kh56020-25、正硅酸乙酯100-120、高岭土10-17、二乙烯三胺3-5、氮化硼28-35、氧化镁3-5、催化剂0.1-0.2。所述的催化剂为浓度为85-90％的盐酸。一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：(1)取高岭土，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20-30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75-80℃下保温搅拌1-2小时，出料冷却，得硅烷分散液；(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55-60℃下保温搅拌13-15小时，出料冷却，得改性分散液；(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10-15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30-40分钟，得氮化硼分散液；(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30-37倍的去离子水中，超声5-19分钟，得氧化镁分散液；(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为150-160℃，保温搅拌100-110分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌4-6小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为250-270目筛；(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在20-26min内升温至450-460℃，保温2-3小时，再按10-15℃/min升温至1500-1600℃，保温12-13小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。步骤(5)中所述的真空干燥温度为1000-1100℃，干燥时间为80-100分钟。步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为295-300℃，在17-20MPa条件下保压20-25min。本专利技术的优点：本专利技术的陶瓷喷嘴实现氧化锆、二氧化硅、氮化硼、氧化镁等多种原料的有效复合，具有很好的结合稳定性强度，提高了传统陶瓷喷嘴的硬度和耐腐蚀性能，本专利技术改善了传统二氧化硅硬度高、加工性差的缺陷，成品的稳定性高，综合性能优越，本专利技术采用有机方法改性，可以提高烧结的致密强度，增强成品的力学性能。具体实施方式实施例1一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1、氧化锆80、硅烷偶联剂kh56020、正硅酸乙酯100、高岭土10、二乙烯三胺3、氮化硼28、氧化镁3、催化剂0.1。所述的催化剂为浓度为85％的盐酸。一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：(1)取高岭土，在700℃下煅烧1小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75℃下保温搅拌1小时，出料冷却，得硅烷分散液；(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55℃下保温搅拌13小时，出料冷却，得改性分散液；(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30分钟，得氮化硼分散液；(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，超声5分钟，得氧化镁分散液；(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为150℃，保温搅拌100分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌4小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为250目筛；(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在20min内升温至450℃，保温2小时，再按10℃/min升温至1500℃，保温12小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。步骤(5)中所述的真空干燥温度为1000℃，干燥时间为80分钟。步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为295℃，在17MPa条件下保压20min。实施例2一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.3、氧化锆100、硅烷偶联剂kh56025、正硅酸乙酯120、高岭土17、二乙烯三胺5、氮化硼35、氧化镁5、催化剂0.2。所述的催化剂为浓度为90％的盐酸。一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，包括以下步骤：(1)取高岭土，在800℃下煅烧2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在80℃下保温搅拌2小时，出料冷却，得硅烷分散液；(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在60℃下保温搅拌15小时，出料冷却，得改性分散液；(3)取二乙烯三胺，加入到其重量15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声40分钟，得氮化硼分散液；(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料重量30-37倍的去离子水中，超声19分钟，得氧化镁分散液；(5)取上述改性分散液、氮化硼分散液混合，搅拌均匀，加入正硅酸乙酯，升高温度为160℃，保温搅拌110分钟，加入上述氧化镁分散液，搅拌至常温，搅拌6小时，过滤，将沉淀水洗，真空干燥，得预混填料；(6)取上述预混填料，与氧化锆混合，送入到球磨机中，球磨至细度为270目筛；(7)将上述晒料送入到模具中压制成型，出模得胚体；(8)将胚体进行烧结处理，胚体先在26min内升温至460℃，保温3小时，再按15℃/min升温至1600℃，保温13小时后取出，自然冷却，即得所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴。步骤(5)中所述的真空干燥温度为1100℃，干燥时间为100分钟。步骤(6)中的压制成型条件为：压力机设定温度为300℃，在20MPa条件下保压25min。性能测试：本专利技术实施例1的色选机用氧化锆陶瓷喷嘴：抗弯强度：835Mpa；致密度：99.5％；抗折强度：771Mpa；本专利技术实施例2的色选机用氧化锆陶瓷喷嘴：抗弯强度：811Mpa；致密度：99.3％；抗折强度：732Mpa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1‑0.3、氧化锆80‑100、硅烷偶联剂kh560 20‑25、正硅酸乙酯100‑120、高岭土10‑17、二乙烯三胺3‑5、氮化硼28‑35、氧化镁3‑5、催化剂0.1‑0.2。

【技术特征摘要】
1.一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1-0.3、氧化锆80-100、硅烷偶联剂kh56020-25、正硅酸乙酯100-120、高岭土10-17、二乙烯三胺3-5、氮化硼28-35、氧化镁3-5、催化剂0.1-0.2。2.根据权利要求1所述的一种色选机用氧化锆陶瓷喷嘴，其特征在于，所述的催化剂为浓度为85-90％的盐酸。3.一种如权利要求1所述色选机用氧化锆陶瓷喷嘴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取高岭土，在700-800℃下煅烧1-2小时，冷却至常温，磨成细粉，加入到其重量20-30倍的无水甲醇中，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh560，送入到恒温水浴中，在75-80℃下保温搅拌1-2小时，出料冷却，得硅烷分散液；(2)取催化剂，加入到上述硅烷分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，在55-60℃下保温搅拌13-15小时，出料冷却，得改性分散液；(3)取二乙烯三胺，加入到其重量10-15的无水甲醇中，搅拌均匀，加入氮化硼，超声30-40分钟，得氮化硼分散液；(4)取氧化镁、碳酸钠混合，加入到混合料...

【专利技术属性】
技术研发人员：段启掌，蔡丽，方彧，孙敏，王乔，
申请(专利权)人：安徽中科光电色选机械有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34