一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子及其制备方法，包括纳米碳化硼粉末、微米碳化硼粉末、纳米碳化硅粉末、微米碳化硅粉末、纳米硅粉末、微米硅粉末、氧化铝、氧化锆纳米纤维、碳化钛粉末、纳米氧化钇、高分子聚合物，碳化硼和碳化硅在高温下充分融合形成连续相，添加的氧化锆纳米纤维可以将材料进行更好的融合，微米颗粒与纳米颗粒界面能够有效结合，微米与纳米颗粒交互堆叠，形成牢固的连接层，再通过填充纳米颗粒层，高压压实颗粒，使之形成内部高耐磨光滑层。本发明专利技术在材料选择、工艺上进行创新，构建三明治微粒梯度填充，开发新型的耐磨空心陶瓷一体成型技术，在保证表面耐磨性的前提下，尽可能降低企业成本，提高产品的市场竞争力。品的市场竞争力。品的市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺纱中空心锭子领域，具体是一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子及其制备方法。

技术介绍

[0002]喷气涡流纺利用高速旋转气流加捻自由尾端纤维成纱，纺纱速度高达450m/min，对空心锭子耐磨性和光滑度要求较高，对纤维素品种来说，通常需要30天左右更换一次纺纱锭子；而对于纯涤类化纤品种来说，大多5到7天就必须更换纺纱锭子。频繁的更换锭子不仅提高了企业的生产成本，也严重限制了企业生产效率的提高。为解决此类问题，必须开发出高耐磨的陶瓷纺纱锭子，然而目前的耐磨陶瓷的制备方法主要是两步法和耐磨涂层法，比如公开专利号为CN202211270164.7、CN202211356333.9、CN202210592734.8耐磨陶瓷涂层、耐磨陶瓷砖等等，但是对于耐磨陶瓷空心锭子的技术几乎没有，因此，研制高耐磨空心锭子解决上述企业的实际生产需求有重要意义。
[0003]为了解决上述问题，本案由此而生。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]本专利技术为克服现有，以期解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子，包括以下重量份的组分：纳米碳化硼粉末3
‑
7份、微米碳化硼粉末12
‑
18份、纳米碳化硅粉末2
‑
8份、微米碳化硅粉末13<br/>‑
22份、纳米硅粉末3
‑
9份、微米硅粉末7
‑
16份、氧化铝5
‑
15份、氧化锆纳米纤维2
‑
4份、碳化钛粉末3
‑
5份、纳米氧化钇0.5
‑
1.5份、高分子聚合物7
‑
15份。
[0008]作为优选方案，进一步地，纳米碳化硼的粒径为100
‑
400nm；微米碳化硼的粒径为30
‑
350um；纳米碳化硅粉末的粒径为200
‑
500nm；微米碳化硅粉末的粒径为60
‑
250um。
[0009]作为优选方案，进一步地，氧化锆纳米纤维的长度为10～30nm，长径比为20
‑
60:1。
[0010]作为优选方案，进一步地，纳米硅粉末的粒径为15
‑
150nm；微米硅粉末的粒径为10
‑
80um；碳化钛的粒径为0.1
‑
4μm；纳米氧化钇的粒径为15
‑
70nm；氧化铝的粒径为10
‑
30μm。
[0011]作为优选方案，进一步地，高分子聚合物包括聚乙烯醇、有机凝胶、硅溶胶、压敏胶、聚丙烯酸酯。
[0012]一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将纳米碳化硼粉末、纳米碳化硅粉末、纳米硅粉末、氧化锆纳米纤维、纳米氧化钇按照对应质量比进行混合，然后用球磨机进行球磨混合得到混合物；
[0014](2)将步骤(1)得到的混合物与高分子聚合物充分的混合；
[0015](3)将步骤(2)的混合物填充到空心锭子的模具中；
[0016](4)将微米碳化硼粉末、微米碳化硅粉末、微米硅粉末、氧化铝、氮化钛粉末按照一定质量比进行混合，然后用球磨机进行球磨混合得到混合物；
[0017](5)将步骤(4)得到的混合物与高分子聚合物充分的混合；
[0018](6)将步骤(5)的混合物继续填充到步骤(3)模具中；
[0019](7)重复步骤(1)
‑
(2)，并将混合物填充到步骤(6)的模具中，在55
‑
70MPa压力下压实，并成分干燥；
[0020](8)去除空心锭子胚体，并利用火花等离子体对胚体进行加热，温度范围为1600
‑
1750℃熔覆6
‑
18min；
[0021](9)冷却，打磨光滑即为高耐磨陶瓷空心锭子。
[0022](三)有益效果
[0023]采用上述技术方案后，本专利技术提供的一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子及其制备方法，与现有技术相比具有以下有益效果：
[0024]1、材料选择的创新性：表面通过喷涂或填充工艺，在模具内部表面形成高密度纳米颗粒表面，纳米颗粒的选择以高硬度、材料之间能够在高温高压下形成连续的陶瓷相为宜，用于形成表面超耐磨层。碳化硼和碳化硅在高温下充分融合形成连续相，添加的氧化锆纳米纤维可以将材料进行更好的融合，因为纳米纤维是二维材料，形成网络结构，将各一维纳米颗粒进行有效的连接和融合。
[0025]2、工艺创新性：一体成型工艺技术，即是将纳米颗粒喷涂在内部形成均匀的耐磨面层，继续喷涂微米陶瓷颗粒，微米颗粒与纳米颗粒界面能够有效结合，微米与纳米颗粒交互堆叠，形成牢固的连接层。再通过填充纳米颗粒层，高压压实颗粒，使之形成内部高耐磨光滑层，通过多层铺叠、高压压实形成一体化空心胚体，继而方便后续采用等离子体电火花烧结直接成型，减少了原有工艺的切割、抛光、打磨步骤，提高了材料的内外表面的高耐磨性能。同时由于中间层采用价格低的微米颗粒，降低了整体材料的成本。
[0026]3、构建三明治微粒梯度填充，开发新型的耐磨空心陶瓷一体成型技术，在保证表面耐磨性的前提下，尽可能降低企业成本，提高产品的市场竞争力，尤其是使得陶瓷锭子的更换时间由原来的30天左右提高到50天左右，同时缩短锭子生产时间，严格控制火花等离子体烧结的电流和功率，控制锭子的烧结成功率，由原来的烧制7天缩短到30分钟。
附图说明
[0027]图1为本专利技术空心锭子截面内部结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0029]本专利技术实施例提供一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子，包括以下重量份的组分：粒径为100
‑
400nm的纳米碳化硼粉末3
‑
7份、粒径为30
‑
350um的微米碳化硼粉末12
‑
18份、粒径为200
‑
500nm的纳米碳化硅粉末2
‑
8份、粒径为60
‑
250um的微米碳化硅粉末13
‑
22份、粒径为15
‑
150nm的纳米硅粉末3
‑
9份、粒径为10
‑
80um的微米硅粉末7
‑
16份、粒径为10
‑
30μm的氧化铝5
‑
15份、长度为10～30nm，长径比为20
‑
60:1的氧化锆纳米纤维2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子，其特征在于，包括以下重量份的组分：纳米碳化硼粉末3
‑
7份、微米碳化硼粉末12
‑
18份、纳米碳化硅粉末2
‑
8份、微米碳化硅粉末13
‑
22份、纳米硅粉末3
‑
9份、微米硅粉末7
‑
16份、氧化铝5
‑
15份、氧化锆纳米纤维2
‑
4份、碳化钛粉末3
‑
5份、纳米氧化钇0.5
‑
1.5份、高分子聚合物7
‑
15份。2.根据权利要求1所述一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子，其特征在于：纳米碳化硼的粒径为100
‑
400nm；微米碳化硼的粒径为30
‑
350um；纳米碳化硅粉末的粒径为200
‑
500nm；微米碳化硅粉末的粒径为60
‑
250um。3.根据权利要求1所述一种喷气涡流纺用高耐磨陶瓷空心锭子，其特征在于：纳米硅粉末的粒径为15
‑
150nm；微米硅粉末的粒径为10
‑
80um；碳化钛的粒径为0.1
‑
4μm；纳米氧化钇的粒径为15
‑
70nm；氧化铝的粒径为10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭倩，邹专勇，缪璐璐，王建，董正梅，杨轩腾，雷严佳琪，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：