本發明涉及日用陶瓷技術領域,尤其涉及一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法及其制備方法。
背景技術:
在陶瓷材料中,氧化鋯陶瓷相對于其它陶瓷材料,其強度和斷裂韌性都更加優異,因此被廣泛應用于結構陶瓷領域。主要產品有磨球、分散和研磨介質、氧化鋯模具、耐磨刀具、服裝紐扣、表殼及表帶、手鏈及吊墜等及其它室溫耐磨零器件等。大量的應用導致較多的廢棄陶瓷以及回料的產生,不僅造成環境污染,還造成了陶瓷資源的浪費,但是氧化鋯的固有脆性限制了再生氧化鋯陶瓷的再利用,這就需要對氧化鋯陶瓷廢棄物進行再利用工藝的改性,從而制備出耐磨抗裂的日用陶瓷產品,滿足日常生活所需。
技術實現要素:
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷,提供一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的:
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,包括以下具體步驟:
(1)將氧化鋯回料進行粉碎,過200目篩后加入適量的去離子水,攪拌均勻后進行磁浮選,去除鐵雜質,然后放入球磨機中繼續球磨40-60分鐘,最后噴霧干燥,得到處理后的氧化鋯粉;
(2)將處理后的氧化鋯粉與三氧化二釔、碳酸氫銨粉體攪拌均勻,然后加入適量的聚乙烯醇,放入混料機中混合30-40分鐘后在一定的壓力下干壓成型,然后在550-600攝氏度下煅燒90-120分鐘后送入微波燒結爐中,抽真空、通氮氣,控制微波燒結溫度1200-1300℃進行微波燒結,保溫30-40分鐘,得到多孔再生氧化鋯陶瓷坯體;
(3)將氧化鎂、二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二釔按照一定的比例混合均勻,然后將粉體放入高溫電阻爐中以1250-1300℃燒結60-80分鐘,取出后水淬,得到塊狀玻璃,將其破碎后進行干法球磨60-90分鐘,得到玻璃粉;
(4)將玻璃粉中加入3-3.5倍量的去離子水中,攪拌均勻形成玻璃粉漿,然后將步驟(2)產物多孔再生氧化鋯陶瓷坯體浸泡在玻璃粉漿中40-60分鐘后取出,繼續將玻璃粉漿涂覆在陶瓷坯體表面,涂膜厚度控制在2.5-3㎜,最后將其放入高溫電阻爐中以一定的升溫速率升溫至1300-1350℃,保溫滲透4.5-5小時,隨后隨爐冷卻即可。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(1)中所述的磁浮選是指利用磁場強度1000高斯的除鐵器除鐵進行磁浮選。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(2)中所述的一定的壓力是指300-350mpa的壓力。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(2)中所述的處理后的氧化鋯粉、三氧化二釔、碳酸氫銨的添加量為90:5:5;所述的聚乙烯醇的添加量為處理后的氧化鋯粉、三氧化二釔、碳酸氫銨質量總和的2-3%。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(3)中所述的氧化鎂、二氧化硅、三氧化二硼、三氧化二釔按照一定的比例混合均勻是指以25:52:20:3的比例混合均勻。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(4)中所述的玻璃粉與多孔再生氧化鋯陶瓷坯體的質量比為1:3。
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,步驟(4)中所述的以一定的升溫速率是指以5-8℃/min的速率進行升溫。
本發明的優點是:本發明首先將氧化鋯回料進行粉碎、高強磁選、球磨的工藝,得到無雜質鐵的再生氧化鋯粉料,然后利用碳酸氫銨作為致孔劑對再生氧化鋯粉料進行干壓燒結,得到多孔再生氧化鋯陶瓷坯體,通過微波加熱的方式進行燒結,與普通高溫爐燒結方式相比,縮短了燒成時間,提高了生產效率;繼續利用科學合理的成成分配比對氧化鎂、二氧化硅、三氧化硼、三氧化二釔進行復配進行燒結得到玻璃塊,將玻璃塊粉碎加水后制備玻璃粉漿用于浸漬多孔再生氧化鋯陶瓷坯體,再利用其對陶瓷表面進行涂覆,使得玻璃粉漿完全浸入到陶瓷坯體的孔隙以及包裹在外表面,通過高溫燒結,填充的玻璃相能夠起到第二相增強作用,從而達到提高材料的斷裂韌性和強度的效果,且玻璃粉并沒有固溶于氧化鋯晶體內,不會對氧化鋯的晶體晶格產生影響;而且由于玻璃粉漿的滲透能夠提高多孔氧化鋯基體的致密度,從而提高其力學性能。
本發明制備方法制備的玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷,不僅解決了廢棄氧化鋯陶瓷以及氧化鋯陶瓷回料的處理問題,而且制備出的日用陶瓷產品力學性能優異,改善了氧化鋯陶瓷的脆性,得到致密性好、斷裂韌性好的日用陶瓷產品。
具體實施方式
一種利用玻璃粉滲透再生氧化鋯多孔陶瓷的制備方法,包括以下具體步驟:
(1)將氧化鋯回料進行粉碎,過200目篩后加入適量的去離子水,攪拌均勻后利用磁場強度1000高斯的除鐵器除鐵進行磁浮選,去除鐵雜質,然后放入球磨機中繼續球磨40分鐘,最后噴霧干燥,得到處理后的氧化鋯粉;
(2)將90g處理后的氧化鋯粉與5g三氧化二釔、5g碳酸氫銨粉體攪拌均勻,然后加入2g聚乙烯醇,放入混料機中混合30分鐘后在300mpa的壓力下干壓成型,然后在550攝氏度下煅燒90分鐘后送入微波燒結爐中,抽真空、通氮氣,控制微波燒結溫度1200℃進行微波燒結,保溫30分鐘,得到多孔再生氧化鋯陶瓷坯體;
(3)將8g氧化鎂、17g二氧化硅、7g三氧化二硼、1g三氧化二釔混合均勻,然后將粉體放入高溫電阻爐中以1250℃燒結60分鐘,取出后水淬,得到塊狀玻璃,將其破碎后進行干法球磨60分鐘,得到玻璃粉;
(4)將玻璃粉中加入3倍量的去離子水中,攪拌均勻形成玻璃粉漿,然后將步驟(2)產物多孔再生氧化鋯陶瓷坯體浸泡在玻璃粉漿中40分鐘后取出,繼續將玻璃粉漿涂覆在陶瓷坯體表面,涂膜厚度控制在2.5㎜,最后將其放入高溫電阻爐中以5℃/min的速率升溫至1300℃,保溫滲透4.5小時,隨后隨爐冷卻即可。