一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷及其制備方法，該特種陶瓷由以下重量份的原料組成：鈣長(zhǎng)石42-54、藍(lán)晶石24-36、鋯英石38-49、鋁礬土22-34、氧化鎂16-22、二硅化鉬13-19、氧化鑭2-4、氮化硅10-15、三氧化二鐵5-10、硼化鉿4-7、氧化鈣11-17、氧化釷1-3、山梨糖醇5-8、油酸鈉2-4、三異丙醇胺4-7、羧甲基菊粉鈉3-5、水玻璃10-15、聚醋酸乙烯酯8-14、羥丙基二淀粉磷酸酯3-6、去離子水適量。本發(fā)明采用二硅化鉬、氮化硅、硼化鉿以及燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)增加陶瓷的耐熱性和增韌性能，同時(shí)采用大量的穩(wěn)定氧化鑭、氧化鈣、氧化釷穩(wěn)定劑，降低了燒結(jié)的溫度和難度，同時(shí)穩(wěn)定器性能，高溫耐熱溫度達(dá)到2000-2500℃，高溫耐熱時(shí)間達(dá)到760-850h，韌性評(píng)價(jià)KIc為4-6；抗折強(qiáng)度400-600Mpa。
【專利說(shuō)明】一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特種陶瓷制品，具體涉及一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]新【技術(shù)領(lǐng)域】如:航天航空，核工業(yè)，新能源，國(guó)防軍工等領(lǐng)域急需大量的新材料，特種陶瓷由于具有優(yōu)良的耐熱性能，介電性能，耐磨性能，隔熱性能，壓電性能，透光性能受到各國(guó)的廣泛重視。耐熱陶瓷就是其中的一個(gè)重要分支。傳統(tǒng)的耐熱陶瓷一般耐熱溫度低，且易碎。因此迫切需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)其韌性，讓其使用范圍更廣，實(shí)用性變強(qiáng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷及其制備方法，以改善傳統(tǒng)耐熱陶瓷制品的性能，提高其耐熱溫度，增加其韌性，
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷，該特種陶瓷由以下重量份的原料組成:鈣長(zhǎng)石42-54、藍(lán)晶石24-36、鋯英石38-49、鋁礬土 22-34、氧化鎂16-22、二硅化鑰13-19、氧化倆2-4、氣化娃10-15、二氧化_■鐵5-10、砸化給4-7、氧化f丐11_17、氧化娃1-3、山梨糖醇5-8、油酸鈉2-4、三異丙醇胺4-7、羧甲基菊粉鈉3-5、水玻璃10-15、聚醋酸乙烯酯8-14、羥丙基二淀粉磷酸酯3-6、去離子水適量。
[0004]一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷的制備方法，包括以下步驟:
(1)將韓長(zhǎng)石、招帆土、氧化鎂、氮化娃、氧化鑭、三氧化二鐵混合均勻，粉碎，過(guò)500-800目篩后與山梨糖醇和油酸鈉混合均勻，7000-8000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1500-2000目，烘干，得超細(xì)粉A ;
(2)將藍(lán)晶石、鋯英石、二硅化鑰、硼化鉿、氧化鈣、氧化釷混合均勻，粉碎，過(guò)400-600目篩后與三異丙醇胺和羧甲基菊粉鈉混合均勻，5000-6000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1000-1500目，烘干，得超細(xì)粉B;
(3)將上述制得的超細(xì)粉A和超細(xì)粉B混合均勻，480-540°C煅燒2_4h；
(4)將水玻璃、聚醋酸乙烯酯和羥丙基二淀粉磷酸酯加入步驟(3)煅燒后的復(fù)合超細(xì)粉中，并采用噴霧法加入適量去離子水，攪拌均勻，得顆粒；
(5)將步驟(4)所的顆粒采用干壓工藝進(jìn)行坯體成型，壓力為220-300Mpa；
(6)將步驟(5)所的坯體進(jìn)行常壓高溫1000-1200°C預(yù)燒5_6h，然后在1800-2000°C下燒結(jié)9-llh，即得成品。
[0005]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用二硅化鑰、氮化硅、硼化鉿以及燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)增加陶瓷的耐熱性和增韌性能，同時(shí)采用大量的穩(wěn)定氧化鑭、氧化鈣、氧化釷穩(wěn)定劑，降低了燒結(jié)的溫度和難度，同時(shí)穩(wěn)定器性能，高溫耐熱溫度達(dá)到2000-2500°C，高溫耐熱時(shí)間達(dá)到760-850h，韌性評(píng)價(jià)KIc為4-6 ;抗折強(qiáng)度 400-600Mpa。

【具體實(shí)施方式】
[0006]實(shí)施例1
一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷，該特種陶瓷由以下重量(kg)的原料組成:鈣長(zhǎng)石42、藍(lán)晶石24、鋯英石38、鋁礬土 22、氧化鎂16、二硅化鑰13、氧化鑭2、氮化硅10、三氧化二鐵5、硼化鉿4、氧化鈣11、氧化釷1、山梨糖醇5、油酸鈉2、三異丙醇胺4、羧甲基菊粉鈉3、水玻璃10、聚醋酸乙烯酯8、羥丙基二淀粉磷酸酯3、去離子水適量。
[0007]—種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷的制備方法，包括以下步驟: (O將鈣長(zhǎng)石、鋁礬土、氧化鎂、氮化硅、氧化鑭、三氧化二鐵混合均勻，粉碎，過(guò)500目篩后與山梨糖醇和油酸鈉混合均勻，7000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1500目，烘干，得超細(xì)粉A ；
(2)將藍(lán)晶石、鋯英石、二硅化鑰、硼化鉿、氧化鈣、氧化釷混合均勻，粉碎，過(guò)400目篩后與三異丙醇胺和羧甲基菊粉鈉混合均勻，5000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1000目，烘干，得超細(xì)粉B ；
(3)將上述制得的超細(xì)粉A和超細(xì)粉B混合均勻，480°C煅燒4h；
(4)將水玻璃、聚醋酸乙烯酯和羥丙基二淀粉磷酸酯加入步驟(3)煅燒后的復(fù)合超細(xì)粉中，并采用噴霧法加入適量去離子水，攪拌均勻，得顆粒；
(5)將步驟(4)所的顆粒采用干壓工藝進(jìn)行坯體成型，壓力為220Mpa；
(6)將步驟(5)所的坯體進(jìn)行常壓高溫1000°C預(yù)燒6h，然后在1800°C下燒結(jié)9h，即得成品。
[0008]經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量得所述特種陶瓷耐熱溫度達(dá)到2400°C，高溫耐熱時(shí)間達(dá)到830h，韌性評(píng)價(jià)KIc為5.5 ;抗折強(qiáng)度550MPa。
[0009]實(shí)施例2
一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷，該特種陶瓷由以下重量(kg)的原料組成:鈣長(zhǎng)石48、藍(lán)晶石32、鋯英石44、鋁礬土 28、氧化鎂18、二硅化鑰16、氧化鑭3、氮化硅12、三氧化二鐵8、硼化鉿5、氧化鈣15、氧化釷2、山梨糖醇6、油酸鈉3、三異丙醇胺5、羧甲基菊粉鈉4、水玻璃12、聚醋酸乙烯酯12、羥丙基二淀粉磷酸酯4、去離子水適量。
[0010]一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷的制備方法，包括以下步驟: (O將鈣長(zhǎng)石、鋁礬土、氧化鎂、氮化硅、氧化鑭、三氧化二鐵混合均勻，粉碎，過(guò)700目篩后與山梨糖醇和油酸鈉混合均勻，7500rpm高速球磨至粒度達(dá)到1800目，烘干，得超細(xì)粉A ；
(2)將藍(lán)晶石、鋯英石、二硅化鑰、硼化鉿、氧化鈣、氧化釷混合均勻，粉碎，過(guò)500目篩后與三異丙醇胺和羧甲基菊粉鈉混合均勻，5500rpm高速球磨至粒度達(dá)到1200目，烘干，得超細(xì)粉B ；
(3)將上述制得的超細(xì)粉A和超細(xì)粉B混合均勻，500°C煅燒3h；
(4)將水玻璃、聚醋酸乙烯酯和羥丙基二淀粉磷酸酯加入步驟(3)煅燒后的復(fù)合超細(xì)粉中，并采用噴霧法加入適量去離子水，攪拌均勻，得顆粒； (5)將步驟(4)所的顆粒采用干壓工藝進(jìn)行坯體成型，壓力為250Mpa；
(6)將步驟(5)所的坯體進(jìn)行常壓高溫1100°C預(yù)燒5.5h，然后在1900°C下燒結(jié)1hJP得成品。
[0011]經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量得所述特種陶瓷高溫耐熱溫度達(dá)到2450°C，高溫耐熱時(shí)間達(dá)到835h，韌性評(píng)價(jià)KIc為4.5 ;抗折強(qiáng)度450Mpa。
[0012]實(shí)施例3
一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷，該特種陶瓷由以下重量(kg)的原料組成:鈣長(zhǎng)石54、藍(lán)晶石36、鋯英石49、鋁礬土 34、氧化鎂22、二硅化鑰19、氧化鑭4、氮化硅15、三氧化二鐵10、硼化鉿7、氧化鈣17、氧化釷3、山梨糖醇8、油酸鈉4、三異丙醇胺7、羧甲基菊粉鈉5、水玻璃15、聚醋酸乙烯酯14、羥丙基二淀粉磷酸酯6、去離子水適量。
[0013]一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷的制備方法，包括以下步驟: Cl)將鈣長(zhǎng)石、鋁礬土、氧化鎂、氮化硅、氧化鑭、三氧化二鐵混合均勻，粉碎，過(guò)800目篩后與山梨糖醇和油酸鈉混合均勻，SOOOrpm高速球磨至粒度達(dá)到2000目，烘干，得超細(xì)粉A ；
(2)將藍(lán)晶石、鋯英石、二硅化鑰、硼化鉿、氧化鈣、氧化釷混合均勻，粉碎，過(guò)600目篩后與三異丙醇胺和羧甲基菊粉鈉混合均勻，6000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1500目，烘干，得超細(xì)粉B ；
(3)將上述制得的超細(xì)粉A和超細(xì)粉B混合均勻，540°C煅燒2h；
(4)將水玻璃、聚醋酸乙烯酯和羥丙基二淀粉磷酸酯加入步驟(3)煅燒后的復(fù)合超細(xì)粉中，并采用噴霧法加入適量去離子水，攪拌均勻，得顆粒；
(5)將步驟(4)所的顆粒采用干壓工藝進(jìn)行坯體成型，壓力為300Mpa；
(6)將步驟(5)所的坯體進(jìn)行常壓高溫1200°C預(yù)燒5h，然后在2000°C下燒結(jié)9h，即得成品。
[0014]經(jīng)試驗(yàn)測(cè)量得所述特種陶瓷高溫耐熱溫度達(dá)到2200°C，高溫耐熱時(shí)間達(dá)到770h，韌性評(píng)價(jià)KIc為6 ;抗折強(qiáng)度580Mpa。
【權(quán)利要求】
1.一種用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷，其特征在于，該特種陶瓷由以下重量份的原料組成:鈣長(zhǎng)石42-54、藍(lán)晶石24-36、鋯英石38-49、鋁礬土 22-34、氧化鎂16-22、二硅化鑰13-19、氧化鑭2-4、氮化硅10-15、三氧化二鐵5_10、硼化鉿4_7、氧化鈣11-17、氧化釷1-3、山梨糖醇5-8、油酸鈉2-4、三異丙醇胺4-7、羧甲基菊粉鈉3-5、水玻璃10-15、聚醋酸乙烯酯8-14、羥丙基二淀粉磷酸酯3-6、去離子水適量。
2.一種如權(quán)利要求1所述的用于燃油機(jī)缸體內(nèi)襯的增韌性耐高溫特種陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將韓長(zhǎng)石、招帆土、氧化鎂、氮化娃、氧化鑭、三氧化二鐵混合均勻，粉碎，過(guò)500-800目篩后與山梨糖醇和油酸鈉混合均勻，7000-8000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1500-2000目，烘干，得超細(xì)粉A ; (2)將藍(lán)晶石、鋯英石、二硅化鑰、硼化鉿、氧化鈣、氧化釷混合均勻，粉碎，過(guò)400-600目篩后與三異丙醇胺和羧甲基菊粉鈉混合均勻，5000-6000rpm高速球磨至粒度達(dá)到1000-1500目，烘干，得超細(xì)粉B; (3)將上述制得的超細(xì)粉A和超細(xì)粉B混合均勻，480-540°C煅燒2_4h； (4)將水玻璃、聚醋酸乙烯酯和羥丙基二淀粉磷酸酯加入步驟(3)煅燒后的復(fù)合超細(xì)粉中，并采用噴霧法加入適量去離子水，攪拌均勻，得顆粒； (5)將步驟(4)所的顆粒采用干壓工藝進(jìn)行坯體成型，壓力為220-300Mpa； (6)將步驟(5)所的坯體進(jìn)行常壓高溫1000-1200°C預(yù)燒5_6h，然后在1800-2000°C下燒結(jié)9-1 lh，即得成品。
【文檔編號(hào)】C04B35/622GK104370536SQ201410584743
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】倪娟形 申請(qǐng)人:倪娟形