【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨复合陶瓷材料及其制备方法
[0001]本专利技术涉及一种陶瓷材料及其制备方法,尤其是指一种高耐磨复合陶瓷材料及其制备方法;该种高耐磨复合陶瓷材料及其制备方法以陶瓷颗粒为主体材料,通过二次低温烧结形成复合陶瓷材料,可以在保持陶瓷材料原有特性的情况下,大幅提升陶瓷材料的韧性和耐磨性能;属于陶瓷材料制作
技术介绍
[0002]由于特种陶瓷材料具有优良的高强度、耐腐蚀和高耐磨性,在现在的机械工程中,很多结构零件如密封件、轴承、刀具、球阀、缸套等频繁经受摩擦而易磨损的部件,都开始采用特种陶瓷材料来制作;但是由于陶瓷材料一般都是采用天然或合成化合物经过成形和高温烧制制成的一类无机非金属材料,虽然它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,但也有其致命的弱点,那就是具有脆性,处于应力状态时,会产生裂纹,甚至断裂导致材料失效。
[0003]而且专利技术人在进行陶瓷材料的研究过程中还发现,现有的陶瓷制品或陶瓷材料,不仅仅是具有脆性,在使用过程中,虽然具有高耐磨性,但终究还是会存在磨损,关键的是所磨损的陶瓷粉末,磨损下来的粉末将成为一种散状的粉剂,由于粉剂的硬度相当大,反而会在陶瓷与其结合的表面之间形成一种类似研磨剂的作用,这样容易引起陶瓷或进一步加速磨损,导致耐磨性的下降,这也就是为什么陶瓷制品在出现磨损以后,会变成快速磨损的主要原因。目前市场上也有在高分子复合材料中添加陶瓷微珠来增加耐磨性的报道,但是这些都是基于高分子复合材料为主体,通过添加一些耐磨材料来改善高分子复合材料的耐磨性;并不是从陶瓷材料本身 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高耐磨复合陶瓷材料,高耐磨复合陶瓷材料以陶瓷材料为主体材料,且所述的高耐磨复合陶瓷材料中的陶瓷材料是以两种结合状态结合在一起;其中,一种是陶瓷材料之间以离子键和共价键结合状态结合在一起,另一种是陶瓷材料之间通过高分子材料以化学键的方式结合在一起,形成一种存在两种陶瓷材料结合状态的高耐磨复合陶瓷材料。2.如权利要求1所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷材料之间以离子键和共价键结合状态结合在一起是将2
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5um的陶瓷微粉经过高温烧结所形成的陶瓷内部为离子键和共价键结合状态结合在一起的10
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1000um的微米级陶瓷颗粒。3.如权利要求1所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷材料之间以化学键的方式结合在一起是将经过高温烧结的微米级陶瓷颗粒进行表面改性处理,再与高分子聚合物一起在低温条件下经过二次低温压制烧结,使得微米级陶瓷颗粒中有一部分经过表面改性处理的微米级陶瓷颗粒表面形成化学键结合在一起,形成陶瓷材料与陶瓷材料之间的部分为离子键和共价键结合状态结合在一起,部分通过高分子材料以化学键结合在一起。4.如权利要求1或2所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的低温压制烧结是在80
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300℃温度条件下进行二次烧结;先将高温烧结的微米级陶瓷颗粒逐步加入到粘度在500
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2000cPs的高分子聚合物中,在真空高速搅拌的条件下,使得微米级陶瓷颗粒占整体物料的60
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90%,形成微米级陶瓷颗粒紧靠在一起的预制料,并将预制料温度保持控制在20℃
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35℃;再将预制料导入预热的成型模具中,并使模具温度高于预制料温度2
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5℃,预制料充满模具后,将温度升高至45℃
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50℃恒温1
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2h,然后将温度升高至80℃
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300℃恒温2
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3h,进行二次低温烧结,使得预制料中的部分微米级陶瓷颗粒表面之间形成化学键结合在一起。5.如权利要求4所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的表面改性处理是对高温烧结出来的微米级陶瓷颗粒的表面利用表面改性剂进行改性处理,使得微米级陶瓷颗粒之间的表面结合通过高分子聚合物的作用形成化学键结合。6.如权利要求5所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的表面改性剂包括硅氧烷偶联剂,或钛酸酯偶联剂,通过硅氧烷偶联剂,或钛酸酯偶联剂对微米级陶瓷颗粒的表面进行改性处理,形成表面改性的微米级陶瓷颗粒,使得微米级陶瓷颗粒在二次低温烧结时能相互形成化学键结合。7.如权利要求3所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的高分子聚合物包括聚氨酯体系、环氧体系中的一种单一组分,或两种及以上的混合物;高分子聚合物加入量占整体材料的10
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40%。8.如权利要求7所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的高分子聚合物为低粘度聚氨酯树脂;或由树脂部分和固化剂部分组成的热固性树脂体系,其中所述树脂部分由通用型环氧树脂和活性稀释剂组成,固化剂部分为改性胺类固化剂,树脂部分和固化剂部分按照100:1
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40重量份量进行配比。9.如权利要求1所述的高耐磨复合陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷材料包括氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硼、碳化硼或/和氧化铝粉末,且为微米级的粉末。10.一种如权利要求1所述的高耐磨复合陶瓷材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:姜桂,梁自禄,
申请(专利权)人:株洲市创锐高强陶瓷有限公司,
类型:发明
国别省市:
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