一種特種陶瓷及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種特種陶瓷，包括如下重量份數的組分：氮化硅55?65份；氧化鋁5?8份；氧化釔1?3份；氧化鎂4?8份；氧化鈰2?5份；氧化鋯5?10份；氧化鈹3?6份；氧化鋅0.06?0.14份。本發明的有益效果：本發明在維氏硬度、彎曲強度和斷裂韌性三個指標上均具有良好的表現，結構強度較高。
【專利說明】
-種特種陶瓷及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明設及陶瓷領域，特別設及一種特種陶瓷及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 公開號為CN104370534A的中國專利公開了一種切削工具用抗磨特種陶瓷及其制 備方法。該抗磨特種陶瓷抗折強度大于50MPa，1000°C至25°C間循環急冷抗熱震次數大于35 次，適用于切削刀具，使用壽命長，成本低。該抗磨特種陶瓷通過添加氣相Ξ氧化二侶、 Nb205、化205,增加了陶瓷的細膩和致密性，增加耐磨性。耐磨助劑增加該抗磨特種陶瓷的 表面光滑性、耐磨性和耐熱性。
[0003] 但是，隨著生活水平的提高，人們對于特種陶瓷的性能有著更高的需求。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種結構強度高的特種陶瓷。
[0005] 本發明的上述技術目的是通過W下技術方案得W實現的： 一種特種陶瓷，包括如下重量份數的組分： 氮化娃 55-65份 氧化鉛 5-8悅 氧化倍 1-3份 氧化漢 4-8份 氧化姉 2-5份 氧化錯 5-10份 氧化被 3-6份 氧化鮮 0.06-0.14份。
[0006] 通過采用上述技術方案，將氮化娃和其他多種金屬氧化物進行混合，使各個組分 之間能夠相互作用，提升本發明的結構強度。
[0007] 本發明進一步設置為:按照重量份，還包括金屬復合物5-9份。
[000引通過采用上述技術方案，加入金屬復合物，使本發明既具有金屬的初性、高導熱性 和良好的熱穩定性，又具有陶瓷的耐高溫、耐腐蝕和耐磨損等特性。
[0009] 本發明進一步設置為:所述金屬復合物包括銘和鐵，按照重量比，所述銘:鐵= 3-8 :1。
[0010] 通過采用上述技術方案，銘和鐵的加入能夠提升本發明的初性、導熱性和熱穩定 性。
[0011] 本發明進一步設置為:按照重量份，還包括玻璃纖維2-4份。
[0012] 通過采用上述技術方案，玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多， 優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。
[0013] 本發明進一步設置為:所述玻璃纖維為無堿玻璃纖維。
[0014] 通過采用上述技術方案，根據玻璃中堿含量的多少，玻璃纖維可分為無堿玻璃纖 維(氧化鋼0%~2%，屬侶棚娃酸鹽玻璃）、中堿玻璃纖維(氧化鋼8%~12%，屬含棚或不含 棚的鋼巧娃酸鹽玻璃)和高堿玻璃纖維(氧化鋼13 % W上，屬鋼巧娃酸鹽玻璃）。隨著含堿量 的增加，玻璃纖維的化學穩定性、電絕緣性能、強度均下降。
[0015] -種特種陶瓷的制備方法，包括如下步驟： 步驟1:按照重量份，準確稱取氮化娃55-65份、氧化侶5-8份、氧化錠1-3份、氧化儀4-8 份、氧化姉2-5份、氧化錯5-10份、氧化被3-6份、金屬復合物5-9份、無堿玻璃纖維2-4份和燒 結助劑10-20份，加入95 % wt的酒精，濕磨24h，混合均勻； 步驟2:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟3:置入模具中，壓制成型； 步驟4:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟5:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結。
[0016] 通過采用上述技術方案，氮氣能夠抑制高溫時氮化娃發生分解，埋粉的使用也可 W起到抑制高溫時氮化娃發生分解的作用。根據特種陶瓷的配方進行工藝的設計，將各組 分按照工藝進行加工得到需要的特種陶瓷，達到需要的性能指標。
[0017] 本發明進一步設置為:所述燒結助劑包括如下重量份數的組分： EVA 60-70份 微晶蠟 10-15份 鄰苯二甲酸二異辛醋5-10份。
[0018] 通過采用上述技術方案，EVA是乙締-醋酸乙締共聚物，具有密閉泡孔結構，不吸 水、防潮、耐水性能良好，耐海水、油脂、酸、堿等化學品腐蝕，抗菌、無毒、無味、無污染，無接 頭，且易于進行熱壓、剪裁、涂膠、貼合等加工，回彈性和抗張力高，初性高，具有良好的防 震、緩沖性能，隔熱，保溫防寒及低溫性能優異，可耐嚴寒和曝曬，隔音效果好。微晶蠟W C31-70的支鏈飽和控為主，含少量的環狀、直鏈控，灰分在0.05 % W下，其重金屬鉛、神含量 都在2乂10^6從下，黏性較大，且具有延展性，在低溫下不脆弱，在與液體油混合時具有防止 油份分離析出的特性，烙點在77-8(TC，具有延性，與軟地蠟相似，烙點在88-9(TC的微晶蠟 是硬的，外觀上像褐煤蠟;鄰苯二甲酸二異辛醋為無色或淺黃色粘性液體，微有氣味，溶于 脂肪控、芳香控和大多數有機溶劑，微溶于甘油、乙二醇和一些胺類，不溶于水。相對密度 ((12020)0.980~0.983、凝固點-55°(：、沸點370°(：、折光率(11200)1.4860、閃點210°(：、粘度 0.083化· s(20°C)、有刺激性。
[0019] 本發明進一步設置為:按照重量份，還包括硬脂酸鋒3-5份。
[0020] 通過采用上述技術方案，硬脂酸鋒為白色粉末，不溶于水，溶于熱的乙醇、苯、甲 苯、松節油等有機溶劑，遇到酸分解成硬脂酸和相應的鹽，在干燥的條件下有火險性，自燃 點900°C，有吸濕性。在高溫條件下會分解生成氧化鋒。
[0021] 本發明進一步設置為:所述埋粉包括氮化娃和氮化棚，按照重量比，所述氮化娃： 氮化棚= 1:1。
[0022] 通過采用上述技術方案，埋粉和待燒結的組分中都還有氮化娃，從而有利于防止 氮化娃在高溫時發生分解。
[0023] 本發明進一步設置為:步驟5中的燒結溫度為1800°C。
[0024] 通過采用上述技術方案，溫度過高，容易導致氮化娃發生分解，溫度過低，又導致 產品無法致密化，性能較差。
[0025] 綜上所述，本發明具有W下有益效果： 1、 本發明一方面通過將氮化娃和其他多種金屬氧化物進行混合，并加入燒結助劑，使 各個組分之間能夠相互作用，提升本發明的結構強度； 2、 本發明在氮化娃和金屬氧化物混合的基礎上，加入金屬復合物和無堿玻璃纖維，進 一步提升本發明的結構強度； 3、 本發明的燒結助劑包括EVA、微晶蠟、鄰苯二甲酸二異辛醋、硬脂酸鋒，本發明人意外 地發現硬脂酸鋒的加入能夠和本發明的其他組分相互作用，提升本發明的結構強度； 4、 本發明對特種陶瓷的組分進行優化設計，同時根據陶瓷的組分對工藝進行相應的設 計。通過組分和工藝雙重優化設計，本發明特種陶瓷在維氏硬度、彎曲強度和斷裂初性運Ξ 個指標上均具有良好的表現，結構強度較高。
【具體實施方式】
[0026] 本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人 員在閱讀完本說明書后可W根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本 發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
[0027] 實施例1-6為特種陶瓷的制備實施例。
[0028] 實施例1 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA70份、微晶蠟15份、鄰苯二甲酸二異辛醋10份和硬脂 酸鋒5份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃55份、氧化侶5份、氧化錠1份、氧化儀4份、氧化姉5 份、氧化錯10份、氧化被3份、由銘和鐵按照重量比銘:鐵= 3:1組成的金屬復合物5份、無堿 玻璃纖維4份和按照步驟1得到的燒結助劑10份，加入95%wt的酒精，濕磨2地，混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0029] 實施例2 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA60份、微晶蠟12份、鄰苯二甲酸二異辛醋8份和硬脂酸 鋒4份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃60份、氧化侶6份、氧化錠3份、氧化儀5份、氧化姉2 份、氧化錯8份、氧化被4份、由銘和鐵按照重量比銘:鐵= 4:1組成的金屬復合物9份、無堿玻 璃纖維3份和按照步驟1得到的燒結助劑12份，加入95%wt的酒精，濕磨2地，混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0030] 實施例3 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA64份、微晶蠟13份、鄰苯二甲酸二異辛醋6份和硬脂酸 鋒4份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃58份、氧化侶7份、氧化錠2份、氧化儀6份、氧化姉4 份、氧化錯6份、氧化被5份、由銘和鐵按照重量比銘:鐵= 6:1組成的金屬復合物6份、無堿玻 璃纖維2份和按照步驟1得到的燒結助劑14份，加入95%wt的酒精，濕磨2地，混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0031] 實施例4 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA64份、微晶蠟13份、鄰苯二甲酸二異辛醋6份和硬脂酸 鋒4份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃62份、氧化侶8份、氧化錠2份、氧化儀7份、氧化姉3 份、氧化錯7份、氧化被6份、由銘和鐵按照重量比銘:鐵= 6:1組成的金屬復合物7份、無堿玻 璃纖維3份和按照步驟1得到的燒結助劑16份，加入95%wt的酒精，濕磨2地，混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0032] 實施例5 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA68份、微晶蠟14份、鄰苯二甲酸二異辛醋7份和硬脂酸 鋒5份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃65份、氧化侶8份、氧化錠3份、氧化儀8份、氧化姉3 份、氧化錯5份、氧化被8份、由銘和鐵按照重量比銘:鐵= 8:1組成的金屬復合物8份、無堿玻 璃纖維4份和按照步驟1得到的燒結助劑20份，加入95%wt的酒精，濕磨2地，混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0033] 實施例6 步驟1:按照重量份，準確稱取EVA62份、微晶蠟10份、鄰苯二甲酸二異辛醋5份和硬脂酸 鋒3份，球磨，過250目篩，得到燒結助劑； 步驟2:按照重量份，準確稱取氮化娃58份、氧化侶7份、氧化錠2份、氧化儀6份、氧化姉4 份、氧化錯6份、氧化被5份和按照步驟1得到的燒結助劑14份，加入95%wt的酒精，濕磨2地， 混合均勻； 步驟3:放入干燥箱中，控制溫度為100°C，干燥地，過250目篩； 步驟4:置入模具中，壓制成型； 步驟5:放入管式爐中進行脫膠得到生巧； 步驟6:將生巧裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結，埋粉包括氮化娃 和氮化棚，按照重量比，氮化娃:氮化棚=1:1，燒結溫度為1800°C。
[0034] 結構強度試驗 根據GB/T 16534-2009、GB/T 6569-2006、GB/T 23806-2009分別測定實施例3和對比例 1 -4的硬度、斷裂初性、彎曲強度。
[0035] 利用硬度、斷裂初性和彎曲強度Ξ個指標來證明本發明的結構強度。
[0036] 表1實施例1-6的結構強度試驗記錄表
從表1中可知，實施例1-6在維氏硬度、彎曲強度和斷裂初性Ξ個指標上表現良好，可見 本發明的結構強度較高。實施例1-5在維氏硬度、彎曲強度和斷裂初性Ξ個指標上均明顯優 于實施例6，可見缺少金屬復合物和無堿玻璃纖維時，本發明結構強度有所降低，即金屬復 合物和無堿玻璃纖維能夠增強本發明的結構強度。在實施例1-5中，實施例3在維氏硬度、彎 曲強度和斷裂初性Ξ個指標上的性能均優于其他實施例，可見實施例3的結構強度優于其 他實施例。
[0037] 對比例1 選用公開號為CN104370534A的中國專利的實施例作為對比例1。
[003引對比例2 與實施例3不同的是，去除金屬復合物，其他均與實施例3相同。
[0039] 對比例3 與實施例3不同的是，去除無堿玻璃纖維，其他均與實施例3相同。
[0040] 對比例4 與實施例3不同的是，將硬脂酸鋒換成十二烷基苯橫酸鋼，其他均與實施例3相同。
[0041] 根據GB/T 16534-2009、GB/T 6569-2006、GB/T 23806-2009分別測定實施例3、實 施例6和對比例1-4的硬度、斷裂初性、彎曲強度。
[0042] 表2實施例3、實施例6和對比例1-4的結構強度記錄表
從表2中可知： 對比實施例3和對比例1可知，實施例3在維氏硬度、彎曲強度和斷裂初性Ξ個指標上均 明顯優于實施例對比例1，可見本發明的結構強度高于公開號為CN104370534A的中國專利 記載的特種陶瓷。
[0043] 對比實施例3、實施例6、對比例2和對比例3可知，實施例3在維氏硬度、彎曲強度和 斷裂初性Ξ個指標上均優于實施例6、對比例2和對比例3,而實施例6在維氏硬度、彎曲強度 和斷裂初性Ξ個指標上均劣于對比例2和對比例3,可見金屬復合物和無堿玻璃纖維之間產 生相互作用，增強本發明的結構強度。
[0044] 對比實施例3和對比例4可知，雖然硬脂酸鋒和十二烷基苯橫酸鋼均為銀離子表面 活性劑，但是當將硬脂酸鋒更換為十二烷基苯橫酸鋼時，導致對比例4維氏硬度、彎曲強度 和斷裂初性Ξ個指標上均劣于實施例6。可見硬脂酸鋒與本發明其他組分相互作用，增強本 發明的結構強度。
【主權項】
1. 一種特種陶瓷，其特征是:包括如下重量份數的組分： 氮化娃 55-65份 氧化鋁 5-8份 氧化釔 1-3份 氧化鎂 4-8份 氧化鋪 2-5份 氧化錯 5-10份 氧化鈹 3-6份 氧化鋅 0.06-0.14份。2. 根據權利要求1所述的特種陶瓷，其特征是:按照重量份，還包括金屬復合物5-9份。3. 根據權利要求2所述的特種陶瓷，其特征是:所述金屬復合物包括鉻和鐵，按照重量 比，所述絡:鐵=3-8:1。4. 根據權利要求1所述的特種陶瓷，其特征是:按照重量份，還包括玻璃纖維2-4份。5. 根據權利要求4所述的特種陶瓷，其特征是:所述玻璃纖維為無堿玻璃纖維。6. -種特種陶瓷的制備方法，其特征是:包括如下步驟： 步驟1:按照重量份，準確稱取氮化硅55-65份、氧化鋁5-8份、氧化釔1-3份、氧化鎂4-8 份、氧化鈰2-5份、氧化鋯5-10份、氧化鈹3-6份、金屬復合物5-9份、無堿玻璃纖維2-4份和燒 結助劑10-20份，加入95%wt的酒精，濕磨24h，混合均勻； 步驟2:放入干燥箱中，控制溫度為100 °C，干燥4h，過250目篩； 步驟3:置入模具中，壓制成型； 步驟4:放入管式爐中進行脫膠得到生坯； 步驟5:將生坯裝入石墨罐中，放入真空高溫爐中進行通氮埋粉燒結。7. 根據權利要求6所述的特種陶瓷的制備方法，其特征是:所述燒結助劑包括如下重量 份數的組分： EVA 60-70份 微晶蠟 10-15份 鄰苯二甲酸二異辛酯 5-10份。8. 根據權利要求7所述的特種陶瓷的制備方法，其特征是：按照重量份，還包括硬脂酸 鋅3-5份。9. 根據權利要求6所述的特種陶瓷的制備方法，其特征是:所述埋粉包括氮化硅和氮化 硼，按照重量比，所述氮化硅:氮化硼=1:1。10. 根據權利要求6所述的特種陶瓷的制備方法，其特征是:步驟5中的燒結溫度為1800 Γ。
【文檔編號】C04B35/64GK106083067SQ201610416158
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月14日 公開號201610416158.6, CN 106083067 A, CN 106083067A, CN 201610416158, CN-A-106083067, CN106083067 A, CN106083067A, CN201610416158, CN201610416158.6
【發明人】陳白瓊
【申請人】蘇州三耐斯電加工配件有限公司