一种大型结构陶瓷配方组成比例

本发明专利技术公开了一种大型结构陶瓷配方，包括陶瓷制备原料和加强型结构网，所述的陶瓷制备原料包括粉煤灰、CaO、NaOH溶液和助熔剂，所述的加强型结构网是由钨钛合金制成的网状支撑架；本发明专利技术解决了目前结构陶瓷粉末产量低、原料价格高昂的问题，同时可以提高我国堆积的粉煤灰的利用率，减轻了我国巨大的环境压力；通过以褐煤粉煤灰作为硅源、CaO作为钙源在NaOH碱介质中合成的原料烧结形成的硅灰石陶瓷体现出最佳性能的烧结温度在900℃左右，比现有技术下的温度降低200℃，以活化高铝粉煤灰为原料烧结形成的莫来石陶瓷体现出最佳性能的烧结温度在1300℃以下，比现有技术下的温度降低150℃左右，且在加入加强型结构网后，极大程度地提升了结构陶瓷的载荷承载极限。度地提升了结构陶瓷的载荷承载极限。度地提升了结构陶瓷的载荷承载极限。

【技术实现步骤摘要】
一种大型结构陶瓷配方


[0001]本专利技术涉及陶瓷制造领域，尤其是一种大型结构陶瓷配方。

技术介绍

[0002]结构陶瓷是指具备超常载荷承载、高温承受、耐磨损、耐腐蚀等性能的陶瓷材料，广泛应用于航空航天、机械、化工、能源以及汽车等领域，常见的性能较优的结构陶瓷有硅灰石陶瓷、莫来石陶瓷、碳化硅陶瓷等等，然而我国虽然陶瓷生产企业数量可观，但在结构陶瓷的许多重要生产
依然处于落后水平，尤其是结构陶瓷粉末产量低且质量难以保证，所以先进的结构陶瓷依然需要大量地从发达国家进口，因此陶瓷行业迫切地需要一个转型的契机。而另一方面，我国粉煤灰年排放量超过5.5亿吨，但其利用率仅仅为70％，导致粉煤灰堆积总量已经超过了30亿吨，粉煤灰的主要组分是SiO2和Al2O3，与陶瓷原料在化学成分和物相组成上极其相似，因此，如何让粉煤灰成为优质新型结构陶瓷的制备原料成为我们需要思考的问题。
[0003]最后，目前陶瓷制品在多种领域里均有重要的用途，但由于陶瓷制品属于易碎品，容易损坏，在各个领域中也属于高消耗的产品。
[0004]综上所述，目前需要一种制作成本低廉，且能利用粉煤灰作为原材料的陶瓷制品。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述存在的技术问题，提供一种大型结构陶瓷配方。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]一种大型结构陶瓷配方，包括陶瓷制备原料和加强型结构网；
[0008]加强型结构网是由钨钛合金制成的网状支撑架，所述的网状支撑架由若干组金字塔状的支撑杆组成，所述组成金字塔状的支撑杆有4条，塔尖有圆球，圆球内有多个穿孔，支撑杆插入穿孔内；
[0009]所述的陶瓷制备原料通过涂抹的方式均匀覆盖预制的加强型结构网并通过烧制定型；
[0010]所述的陶瓷制备原料包括粉煤灰、CaO、NaOH溶液和助剂，所述的粉煤灰包括褐煤粉煤灰和高铝粉煤灰，褐煤粉煤灰中的SiO2与Al2O3相加的质量比高于75％。
[0011]所述的高铝粉煤灰中Al2O3的质量比高于49％。
[0012]所述的CaO使得原料混合物中的Ca/(Al+Si)摩尔比为1。
[0013]所述的NaOH溶液浓度有50g/L和100g/L两种。
[0014]所述的助剂包括抗氧化剂及助熔剂。
[0015]所述的抗氧化剂包括钛酸盐及氮化硅。
[0016]所述的助熔剂为稀有金属氧化物Y2O3、V2O5、La2O3和CeO2中的一种或多种。
[0017]本专利技术解决了目前结构陶瓷粉末产量低、原料价格高昂的问题，且同时可以提高我国堆积的粉煤灰的利用率，减轻了我国巨大的环境压力；通过以褐煤粉煤灰作为硅源、
CaO作为钙源在NaOH碱介质中合成的原料烧结形成的硅灰石陶瓷体现出最佳性能的烧结温度在900℃左右，比现有技术下的温度降低200℃，以活化高铝粉煤灰为原料烧结形成的莫来石陶瓷体现出最佳性能的烧结温度在1300℃以下，比现有技术下的温度降低150℃左右，且在加入加强型结构网后，极大程度地提升了结构陶瓷的载荷承载极限；因此本专利技术具有非常大的市场推广价值。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的加强型结构网的结构示意图之一。
[0019]图2为本专利技术的加强型结构网的结构示意图之二。
具体实施方式
[0020]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置的例子。
[0021]如图1
‑
2所示，一种大型结构陶瓷配方，包括陶瓷制备原料和加强型结构网；
[0022]加强型结构网是由钨钛合金制成的网状支撑架，所述的网状支撑架由若干组金字塔状的支撑杆组成，所述组成金字塔状的支撑杆有4条，塔尖有圆球，圆球内有多个穿孔，支撑杆插入穿孔内，所述的加强型结构网均预制待用；
[0023]所述的陶瓷制备原料通过涂抹的方式均匀覆盖加强型结构网并通过烧制定型；
[0024]所述的陶瓷制备原料包括粉煤灰、CaO、NaOH溶液和助剂，以及减重球和分散剂，所述的减重球为空心金属球，具体为钨钛合金空心球，所述的分散剂为流平剂，使减重球可以均匀分布，所述的粉煤灰包括褐煤粉煤灰和高铝粉煤灰，所述的褐煤粉煤灰作为制造硅灰石陶瓷的原料，所述的高铝粉煤灰作为制造莫来石陶瓷的原料，褐煤粉煤灰中的SiO2与Al2O3相加的质量比高于75％，所述的高铝粉煤灰的化学成分中的Al2O3质量比高于50％。
[0025]所述的CaO使得原料混合物中的Ca/(Al+Si)摩尔比为1。
[0026]所述的NaOH溶液浓度有50g/L和100g/L两种。
[0027]所述的助剂包括抗氧化剂及助熔剂，所述的抗氧化剂包括钛酸盐及氮化硅，所述的助熔剂为稀有金属氧化物Y2O3、V2O5、La2O3和CeO2中的一种或多种，所述的助剂用量在混合物中的质量比为5％。
[0028]实施例一
[0029]一种大型结构陶瓷配方，包括陶瓷制备原料和加强型结构网；
[0030]加强型结构网是由钨钛合金制成的网状支撑架，所述的网状支撑架由若干组金字塔状的支撑杆组成，所述组成金字塔状的支撑杆有4条，塔尖有圆球，圆球内有多个穿孔，支撑杆插入穿孔内；
[0031]所述的陶瓷制备原料通过涂抹的方式均匀覆盖加强型结构网并通过烧制定型；
[0032]所述的陶瓷制备原料包括粉煤灰、CaO、NaOH溶液和助剂，所述的粉煤灰包括褐煤粉煤灰和高铝粉煤灰，褐煤粉煤灰中的SiO2与Al2O3相加的质量比高于75％。
[0033]当需要合成硅灰石陶瓷时，本专利技术的制作流程是这样的：
[0034]首先准备预制的加强型结构网，然后是生坯制备，将褐煤粉煤灰、CaO、浓度为50g/L的NaOH溶液一起加入到反应釜中，反应条件为Ca/(Al+Si)摩尔比为1，液固比是35mL/g，反应温度为225℃，反应时间为110min。褐煤粉煤灰中的硅酸盐结构和矿物晶体结构在碱性水热环境中被破坏，使得SiO2与CaO发生反应生成托贝莫来石型硅酸钙水合物，反应式为：
[0035]5CaO+6SiO2+5H2O＝5CaO
·
6SiO2·
5H2O
[0036]同时，由于Si
4+
和Al
3+
结构相似，在托贝莫来石合成过程中，Al
3+
可以部分取代Si
4+
，形成铝离子置换型托贝莫来石。将反应合成的托贝莫来石粉末、钛酸盐、Y2O3和V2O5一起放入球磨机中混合研磨均匀，得到的混合料与去离子水按照质量比11:2进行混炼，然后把混炼物在单轴液压机上与预制的钨钛合金加强型结构网一同成型，使得加强型结构网附着在生坯的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型结构陶瓷配方，包括陶瓷制备原料和加强型结构网，其特征在于：所述加强型结构网是由钨钛合金制成的网状支撑架，所述的网状支撑架由若干组金字塔状的支撑杆组成，所述组成金字塔状的支撑杆有4条，塔尖有圆球，圆球内有多个穿孔，支撑杆插入穿孔内；所述的陶瓷制备原料通过涂抹的方式均匀覆盖加强型结构网并通过烧制定型；所述的陶瓷制备原料包括粉煤灰、CaO、NaOH溶液和助剂，所述的粉煤灰包括褐煤粉煤灰和高铝粉煤灰，褐煤粉煤灰中的SiO2与Al2O3相加的质量比高于75％。2.根据权利要求1所述的一种大型结构陶瓷配方，其特征在于：所述的高铝粉煤灰中Al2O3的质量比高于49％，且最佳为53％。3.根据权利要求1所述的一种大型结构陶瓷配...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明东，赵韦人，
申请(专利权)人：广东丰鑫智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：