一种热喷涂用耐高温陶瓷及其制备方法.pdf

本发明是一种热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16-20、碳化钛20-24、紫砂泥10-16、氧化锆26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、碳纤维2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、硅溶胶3-5、甲酸钙1.5-2.5、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、稀土复合粉体1-3份以及去离子水适量；所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31-33%，Eu：24-39%，Sc：20-26%，Gd：9-11%，Sm：9-12%，以上各组分之和为100%。本发明的陶瓷质地细腻、坚硬，具有极高的硬度和耐磨性，通过添加碳纤维，增加了陶瓷的韧性和耐磨性，通过添加氧化锆，能够增加陶瓷的耐热性和耐磨性；用该陶瓷制作的涂层抗裂性好，寿命长。

1.   一种热喷涂用耐高温陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16-20、碳化钛20-24、紫砂泥10-16、氧化锆26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、碳纤维2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、硅溶胶3-5、甲酸钙1.5-2.5、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、稀土复合粉体1-3份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31-33%，Eu：24-39%，Sc：20-26%，Gd：9-11%，Sm：9-12%，以上各组分之和为100%。

2.  如权利要求1所述的热喷涂用耐高温陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16、碳化钛20、紫砂泥10、氧化锆26、磷酸锆3、氮化硼2.5、二氧化锰1、碳纤维2、三乙醇胺4、元明粉2、硅溶胶3、甲酸钙1.5、羟甲基纤维素1、木质素磺酸钠1、石蜡3、稀土复合粉体1份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31%，Eu：26%，Sc：20%，Gd：11%，Sm：12%，以上各组分之和为100%。

3.  如权利要求1所述的热喷涂用耐高温陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝18、碳化钛2、紫砂泥14、氧化锆27、磷酸锆4、氮化硼3.5、二氧化锰2、碳纤维3、三乙醇胺5、元明粉3、硅溶胶4、甲酸钙2、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠1、石蜡4、稀土复合粉体2份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：32%，Eu：25%，Sc：24%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。

4.  如权利要求1所述的热喷涂用耐高温陶瓷，其特征在于：其原料组成按重量份包括：三氧化二铝20、碳化钛24、紫砂泥16、氧化锆30、磷酸锆5、氮化硼4.5、二氧化锰3、碳纤维4、三乙醇胺6、元明粉4、硅溶胶5、甲酸钙2.5、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠2、石蜡5、稀土复合粉体3份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：33%，Eu：30%，Sc：20%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。

5.  如权利要求1述的热喷涂用耐高温陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将三氧化二铝、碳化钛、紫砂泥、碳纤维、氧化锆、二氧化锰、磷酸锆以及氮化硼混合，球磨，过200 目筛，加入0.6-0.8 倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15-25小时，加入羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、元明粉，继续球磨2-3小时，最后加入过180目筛的稀土复合粉搅拌25-40分钟，得到球磨料；
（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下，750-800℃下煅烧3-4小时，取出粉碎，过50 目筛，得到颗粒；
（3）取30-40 重量份的乙醇，加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70-80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:3:0.7，球磨15-25小时，分离出物料，在700-800℃下预烧1.5-2 个小时，再在1360-1420℃下煅烧4-5个小时，即得。

一种热喷涂用耐高温陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐高温陶瓷，具体的说是一种热喷涂用耐高温陶瓷及其制备方法，属于热喷涂技术领域。
背景技术
航天航空，核工业，新能源，国防军工等领域急需大量的新材料，特种陶瓷由于具有优良的耐热性能，介电性能，耐磨性能，隔热性能，压电性能，透光性能受到各国的广泛重视。耐热陶瓷就是其中的一个重要分支。传统的耐热陶瓷一般耐热温度低，且烧结工艺复杂，成本高。因此迫切需要对其进行改进，降低成本，让其使用范围更广，实用性变强。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种热喷涂用耐高温陶瓷及其制备方法，以改善传统热喷涂耐热陶瓷的性能，提高其耐热温度，降低制作成本。
本发明解决以上技术问题的技术方案：提供一种热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16-20、碳化钛20-24、紫砂泥10-16、氧化锆26-30、磷酸锆3-5、氮化硼2.5-4.5、二氧化锰1-3、碳纤维2-4、三乙醇胺4-6、元明粉2-4、硅溶胶3-5、甲酸钙1.5-2.5、羟甲基纤维素1-2、木质素磺酸钠1-2、石蜡3-5、稀土复合粉体1-3份以及去离子水适量；所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31-33%，Y：24-39%，Sc：20-26%，Gd：9-11%，Sm：9-12%，以上各组分之和为100%。
本发明的进一步限定技术方案，前述的热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16、碳化钛20、紫砂泥10、氧化锆26、磷酸锆3、氮化硼2.5、二氧化锰1、碳纤维2、三乙醇胺4、元明粉2、硅溶胶3、甲酸钙1.5、羟甲基纤维素1、木质素磺酸钠1、石蜡3、稀土复合粉体1份以及去离子水适量；所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31%，Y：26%，Sc：20%，Gd：11%，Sm：12%，以上各组分之和为100%。
前述的热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝18、碳化钛2、紫砂泥14、氧化锆27、磷酸锆4、氮化硼3.5、二氧化锰2、碳纤维3、三乙醇胺5、元明粉3、硅溶胶4、甲酸钙2、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠1、石蜡4、稀土复合粉体2份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：32%，Y：25%，Sc：24%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。
前述的热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝20、碳化钛24、紫砂泥16、氧化锆30、磷酸锆5、氮化硼4.5、二氧化锰3、碳纤维4、三乙醇胺6、元明粉4、硅溶胶5、甲酸钙2.5、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠2、石蜡5、稀土复合粉体3份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：33%，Y：30%，Sc：20%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。
一种热喷涂用耐高温陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氧化二铝、碳化钛、紫砂泥、碳纤维、氧化锆、二氧化锰、磷酸锆以及氮化硼混合，球磨，过200 目筛，加入0.6-0.8 倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15-25小时，加入羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、元明粉，继续球磨2-3小时，最后加入过180目筛的稀土复合粉搅拌25-40分钟，得到球磨料；
（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下，750-800℃下煅烧3-4小时，取出粉碎，过50 目筛，得到颗粒；
（3）取30-40 重量份的乙醇，加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70-80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:3:0.7，球磨15-25小时，分离出物料，在700-800℃下预烧1.5-2 个小时，再在1360-1420℃下煅烧4-5个小时，即得。
本发明的有益效果：本发明的陶瓷质地细腻、坚硬，具有极高的硬度和耐磨性，通过添加碳纤维，增加了陶瓷的韧性和耐磨性，通过添加氧化锆，能够增加陶瓷的耐热性和耐磨性；用该陶瓷制作的涂层抗裂性好，寿命长；通过在本发明的组分中增加稀土复合粉，能够增加陶瓷的表面光滑性、耐磨性和耐热性。
具体实施方式
    实施例1
本实施例为一种热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝16、碳化钛20、紫砂泥10、氧化锆26、磷酸锆3、氮化硼2.5、二氧化锰1、碳纤维2、三乙醇胺4、元明粉2、硅溶胶3、甲酸钙1.5、羟甲基纤维素1、木质素磺酸钠1、石蜡3、稀土复合粉体1份以及去离子水适量；所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：31%，Y：26%，Sc：20%，Gd：11%，Sm：12%，以上各组分之和为100%。
本实施例提供一种热喷涂用耐高温陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氧化二铝、碳化钛、紫砂泥、碳纤维、氧化锆、二氧化锰、磷酸锆以及氮化硼混合，球磨，过200目筛，加入0.6 倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨15小时，加入羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、元明粉，继续球磨2小时，最后加入过180目筛的稀土复合粉搅拌25分钟，得到球磨料；
（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下，750℃下煅烧4小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（3）取30重量份的乙醇，加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至70℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:3:0.7，球磨15小时，分离出物料，在700℃下预烧2 个小时，再在1360℃下煅烧5个小时，即得。
实施例2
本实施例提供一种热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝18、碳化钛2、紫砂泥14、氧化锆27、磷酸锆4、氮化硼3.5、二氧化锰2、碳纤维3、三乙醇胺5、元明粉3、硅溶胶4、甲酸钙2、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠1、石蜡4、稀土复合粉体2份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：32%，Y：25%，Sc：24%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。
本实施例提供一种热喷涂用耐高温陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氧化二铝、碳化钛、紫砂泥、碳纤维、氧化锆、二氧化锰、磷酸锆以及氮化硼混合，球磨，过200目筛，加入0.7倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨20小时，加入羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、元明粉，继续球磨2小时，最后加入过180目筛的稀土复合粉搅拌30分钟，得到球磨料；
（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下，780℃下煅烧3小时，取出粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（3）取35 重量份的乙醇，加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至75℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:3:0.7，球磨20小时，分离出物料，在750℃下预烧2 个小时，再在1380℃下煅烧4个小时，即得。
实施例3
本实施例提供一种热喷涂用耐高温陶瓷，其原料组成按重量份包括：三氧化二铝20、碳化钛24、紫砂泥16、氧化锆30、磷酸锆5、氮化硼4.5、二氧化锰3、碳纤维4、三乙醇胺6、元明粉4、硅溶胶5、甲酸钙2.5、羟甲基纤维素2、木质素磺酸钠2、石蜡5、稀土复合粉体3份以及去离子水适量；
所述稀土复合粉体按重量百分比包含以下成分：La：33%，Y：30%，Sc：20%，Gd：10%，Sm：9%，以上各组分之和为100%。
本实施例提供一种热喷涂用耐高温陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三氧化二铝、碳化钛、紫砂泥、碳纤维、氧化锆、二氧化锰、磷酸锆以及氮化硼混合，球磨，过200 目筛，加入0.8 倍重量份的三乙醇胺，送入球磨机中球磨25小时，加入羟甲基纤维素、木质素磺酸钠、元明粉，继续球磨3小时，最后加入过180目筛的稀土复合粉搅拌40分钟，得到球磨料；
（2）将第（1）步得到的球磨料粉碎，在氮气保护下，800℃下煅烧3小时，取出粉碎，过50 目筛，得到颗粒；
（3）取30 重量份的乙醇，加入甲酸钙、硅溶胶以及石蜡，搅拌得到混合物料，将瓷土边翻腾搅拌边喷入混合物料，加热至80℃，持续翻腾搅拌至乙醇完全蒸发，粉碎，过50目筛，得到颗粒；
（4）将第（2）步和第（3）步得到的颗粒与其他剩余成分混合，按料：球：水=1:3:0.7，球磨25小时，分离出物料，在800℃下预烧2 个小时，再在1420℃下煅烧4个小时，即得。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。