一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料及其制備方法，其由下列重量份的原料制成：二氧化鈦3?8份、氧化鋁陶瓷粉30?45份、黏土5?10份、氮化鈮4?7份、炭黑5?8份、聚乙烯蠟2?6份、乙烯基三乙氧基硅烷3?8份、聚鋁硅氧烷3?6份、過氧化二異丙苯1?4份、乙烯基羧酸酯4?8份、四甲基氫氧化銨2?4份、聚乙二醇1?5份、氮化鋁1?2份、氧化鎂1?4份、硫酸鋇2?5份、硼化鈉3?6份、二硅化鉬1?2?份、抗氧化劑1?4份、穩定劑2?5份、偶聯劑1?2份。制備而成的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料,其性能穩定、耐腐蝕、耐磨損、強度高。同時，還公開了相應的制備方法。

【技術實現步驟摘要】
一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料及其制備方法
本專利技術涉及材料領域，特別涉及到一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料及其制備方法。
技術介紹
陶瓷材料的致命弱點是脆性，在外力作用下，在材料表面或內部微裂紋尖端產生應力集中，裂紋擴展形成表面能以消耗能量，因而裂紋的擴展速度極其迅速，往往在瞬間就使陶瓷材料遭到災難性的破壞。二氧化鈦具有突出的耐光、耐熱效應，良好的耐化學腐蝕性能，與基體的浸潤性良好，界面反應較小，能夠提高復合材料的力學性能、耐磨性、硬度，降低熱膨脹系數，并且成本相對較低。所以本專利技術將二氧化鈦與陶瓷材料相結合，通過改性或增強陶瓷材料的化學性能，使其耐磨、耐腐蝕、強度等性能大幅度的得到提高。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術提供一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料及其制備方法，通過采用特定原料進行組合，配合相應的生產工藝，得到的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其性能穩定、耐腐蝕、耐磨損、強度高，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，由下列重量份的原料制成：二氧化鈦3-8份、氧化鋁陶瓷粉30-45份、黏土5-10份、氮化鈮4-7份、炭黑5-8份、聚乙烯蠟2-6份、乙烯基三乙氧基硅烷3-8份、聚鋁硅氧烷3-6份、過氧化二異丙苯1-4份、乙烯基羧酸酯4-8份、四甲基氫氧化銨2-4份、聚乙二醇1-5份、氮化鋁1-2份、氧化鎂1-4份、硫酸鋇2-5份、硼化鈉3-6份、二硅化鉬1-2份、抗氧化劑1-4份、穩定劑2-5份、偶聯劑1-2份。優選地，所述抗氧化劑為2，2'-甲撐雙(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羥基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羥基十八烷酸酰替苯胺中的一種或幾種。優選地，所述穩定劑為2-乙基乙酸鉛、蓖麻酸鈣、硬脂酸鋅、丹桂酸鋇中的任意一種。優選地，所述偶聯劑選自三異硬酯酸鈦酸異丙酯、異丙基三（二辛基焦磷酰基)鈦酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯鈦、異丙基三(正乙氨基—乙氨基)鈦酸酯中的任意一種或幾種。所述的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：（1）按照重量份稱取各原料；（2）將氧化鋁陶瓷粉、黏土、氮化鈮、炭黑加入雷蒙磨粉機中進行研磨，磨粉機功率為22KW，混合物粒度為300-400目;（3）將二氧化鈦、聚乙烯蠟、乙烯基三乙氧基硅烷、聚鋁硅氧烷、氮化鋁、氧化鎂、硫酸鋇、硼化鈉、二硅化鉬、抗氧化劑、步驟（2）的粉末混合物一起加入高溫試驗電爐燒結，將得到的高溫燒結物水淬，冷卻得到陶瓷塊，高溫燒結溫度為600-700℃，高溫燒結時間為20-35分鐘；（4）將步驟（3）的陶瓷塊、乙烯基羧酸酯、聚乙二醇一起加入球磨機，料球比例為1：8，球磨時間為2-3小時；（5）將步驟（4）的球磨粉碎物過篩分選，收集過篩混合物；（6）將步驟（5）的過篩混合物、過氧化二異丙苯、四甲基氫氧化銨、穩定劑、偶聯劑注入高壓勻質機中攪拌均勻，轉速1000-1500轉/分鐘，壓強為1-1.5MPa，混合攪拌10-20分鐘；（7）將步驟（6）的攪拌混合物注入模具中壓制成型，所得胚體在4-10℃氮氣保溫箱中固定、脫膠30分鐘；（8）將步驟（7）的胚體放入真空高溫煅燒爐中進行燒結成型，煅燒溫度為860-930℃，真空壓強為0.1-0.5Pa，真空燒結時間為60-90分鐘；（9）將步驟（8）的煅燒模型緩慢降至室溫后，去模、脫蠟、放于60℃氮氣保溫箱中養護2-4小時，即得成品。優選地，所述水淬的條件為：入水溫度為12-18℃，水淬時間為50秒。優選地，所述篩孔徑為300目。本專利技術與現有技術相比，其有益效果為：（1）本專利技術的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，以氧化鋁陶瓷粉、黏土、氮化鈮、炭黑、二氧化鈦、聚乙烯蠟、乙烯基三乙氧基硅烷、聚鋁硅氧烷、氮化鋁、氧化鎂、硫酸鋇、硼化鈉、二硅化鉬為主要成分，通過加入乙烯基羧酸酯、聚乙二醇、過氧化二異丙苯、四甲基氫氧化銨、抗氧化劑、穩定劑、偶聯劑，輔以機械粉碎、高溫燒結、水淬處理、球磨分選、加壓勻質、鑄模固定、真空煅燒、去模脫蠟、養護成型等工藝，使得制備而成的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其性能穩定、耐腐蝕、耐磨損、強度高，能夠滿足行業的要求，具有較好的應用前景。（2）本專利技術的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料原料廉價、工藝簡單，適于大規模工業化運用，實用性強。具體實施方式下面結合具體實施例對專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例1（1）按照重量份稱取二氧化鈦3份、氧化鋁陶瓷粉30份、黏土5份、氮化鈮4份、炭黑5份、聚乙烯蠟2份、乙烯基三乙氧基硅烷3份、聚鋁硅氧烷3份、過氧化二異丙苯1份、乙烯基羧酸酯4份、四甲基氫氧化銨2份、聚乙二醇1份、氮化鋁1份、氧化鎂1份、硫酸鋇2份、硼化鈉3份、二硅化鉬1份、2，2'-甲撐雙(4-甲基—6-叔丁基苯酚)1份、2-乙基乙酸鉛2份、三異硬酯酸鈦酸異丙酯1份；（2）將氧化鋁陶瓷粉、黏土、氮化鈮、炭黑加入雷蒙磨粉機中進行研磨，磨粉機功率為22KW，混合物粒度為300目;（3）將二氧化鈦、聚乙烯蠟、乙烯基三乙氧基硅烷、聚鋁硅氧烷、氮化鋁、氧化鎂、硫酸鋇、硼化鈉、二硅化鉬、2，2'-甲撐雙(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、步驟（2）的粉末混合物一起加入高溫試驗電爐燒結，將得到的高溫燒結物水淬，冷卻得到陶瓷塊，高溫燒結溫度為600℃，高溫燒結時間為20分鐘，水淬入水溫度為12℃，水淬時間為50秒；（4）將步驟（3）的陶瓷塊、乙烯基羧酸酯、聚乙二醇一起加入球磨機，料球比例為1：8，球磨時間為2小時；（5）將步驟（4）的球磨粉碎物過篩分選，收集過篩混合物，篩孔徑為300目；（6）將步驟（5）的過篩混合物、過氧化二異丙苯、四甲基氫氧化銨、2-乙基乙酸鉛、三異硬酯酸鈦酸異丙酯注入高壓勻質機中攪拌均勻，轉速1000轉/分鐘，壓強為1MPa，混合攪拌10分鐘；（7）將步驟（6）的攪拌混合物注入模具中壓制成型，所得胚體在4℃氮氣保溫箱中固定、脫膠30分鐘；（8）將步驟（7）的胚體放入真空高溫煅燒爐中進行燒結成型，煅燒溫度為860℃，真空壓強為0.1Pa，真空燒結時間為60分鐘；（9）將步驟（8）的煅燒模型緩慢降至室溫后，去模、脫蠟、放于60℃氮氣保溫箱中養護2小時，即得成品。制得的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料的性能測試結果如表1所示。實施例2（1）按照重量份稱取二氧化鈦4份、氧化鋁陶瓷粉35份、黏土7份、氮化鈮5份、炭黑6份、聚乙烯蠟3份、乙烯基三乙氧基硅烷4份、聚鋁硅氧烷4份、過氧化二異丙苯2份、乙烯基羧酸酯5份、四甲基氫氧化銨3份、聚乙二醇2份、氮化鋁1份、氧化鎂2份、硫酸鋇3份、硼化鈉4份、二硅化鉬1份、4-羥基十二烷酸酰替苯胺2份、蓖麻酸鈣3份、異丙基三（二辛基焦磷酰基)鈦酸酯1份；（2）將氧化鋁陶瓷粉、黏土、氮化鈮、炭黑加入雷蒙磨粉機中進行研磨，磨粉機功率為22KW，混合物粒度為350目;（3）將二氧化鈦、聚乙烯蠟、乙烯基三乙氧基硅烷、聚鋁硅氧烷、氮化鋁、氧化鎂、硫酸鋇、硼化鈉、二硅化鉬、4-羥基十二烷酸酰替苯胺、步驟（2）的粉末混合物一起加入高溫試驗電爐燒結，將得到的高溫燒結物水淬，冷卻得到陶瓷塊，高溫燒結溫度為620℃，高溫燒結時間為25分鐘，水淬入水溫度為14℃，水淬時間為50秒；（4）將步本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：二氧化鈦3?8份、氧化鋁陶瓷粉30?45份、黏土5?10份、氮化鈮4?7份、炭黑5?8份、聚乙烯蠟2?6份、乙烯基三乙氧基硅烷3?8份、聚鋁硅氧烷3?6份、過氧化二異丙苯1?4份、乙烯基羧酸酯4?8份、四甲基氫氧化銨2?4份、聚乙二醇1?5份、氮化鋁1?2份、氧化鎂1?4份、硫酸鋇2?5份、硼化鈉3?6份、二硅化鉬1?2?份、抗氧化劑1?4份、穩定劑2?5份、偶聯劑1?2份。

【技術特征摘要】
1.一種添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：二氧化鈦3-8份、氧化鋁陶瓷粉30-45份、黏土5-10份、氮化鈮4-7份、炭黑5-8份、聚乙烯蠟2-6份、乙烯基三乙氧基硅烷3-8份、聚鋁硅氧烷3-6份、過氧化二異丙苯1-4份、乙烯基羧酸酯4-8份、四甲基氫氧化銨2-4份、聚乙二醇1-5份、氮化鋁1-2份、氧化鎂1-4份、硫酸鋇2-5份、硼化鈉3-6份、二硅化鉬1-2份、抗氧化劑1-4份、穩定劑2-5份、偶聯劑1-2份。2.根據權利要求1所述的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其特征在于：所述抗氧化劑為2，2'-甲撐雙(4-甲基—6-叔丁基苯酚)、4-羥基十二烷酸酰替苯胺、4，4'-二叔辛基二苯胺、4-羥基十八烷酸酰替苯胺中的一種或幾種。3.根據權利要求1所述的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其特征在于：所述穩定劑為2-乙基乙酸鉛、蓖麻酸鈣、硬脂酸鋅、丹桂酸鋇中的任意一種。4.根據權利要求1所述的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料，其特征在于：所述偶聯劑選自三異硬酯酸鈦酸異丙酯、異丙基三（二辛基焦磷酰基)鈦酸酯、二(二辛基焦磷酰基)合氧乙酸酯鈦、異丙基三(正乙氨基—乙氨基)鈦酸酯中的任意一種或幾種。5.根據權利要求1-4任一所述的添加二氧化鈦改性復合陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）按照重量份稱取各原料；（2）將氧化鋁陶瓷粉、黏土、氮化鈮、炭黑加入雷蒙磨粉機中進行研磨，磨粉機功率為22KW，混合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬志明，
申請(專利權)人：蘇州洛特蘭新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32