一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112125651A(43)申请公布日2020.12.25(21)申请号202010916384.7(22)申请日2020.09.03(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人吴建锋张晨徐晓虹(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人郑勤振(51)Int.Cl.C04B35/10(2006.01)C04B35/44(2006.01)C04B35/622(2006.01)C04B35/64(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法(57)摘要一种致密六铝酸钙‑刚玉复相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将原料钛铁渣和氧化铝球磨后过筛烘干，按配比加入氧化锆，其中，钛铁渣50～70％、氧化铝22％～38％、氧化锆8％～12％，混合均匀，加入经PVA水溶液造粒和陈腐，料置于模具中压制成型，将成型好的坯体置于干燥箱中干燥形成生坯，将生坯放入硅钼棒电炉中烧成，在合适的烧成温度得到致密的六铝酸钙‑刚玉复相陶瓷材料。本发明采用固体废弃物钛铁渣作为主要原料，固废利用率高，节约了原料成本，烧成温度低，降低了燃料成本，制得的陶瓷相对密度高。CN112125651ACN112125651A权利要求书1/1页1.一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)原料处理：将原料钛铁渣和氧化铝分别用球磨机湿法球磨8～12h，球磨介质为水，球磨后过筛烘干得到粉料备用，所述原料用一定数目的筛网进行筛选；(2)原料混合：向原料中加入一定粒度的增强剂氧化锆，并按一定的配比称取钛铁渣、氧化铝和氧化锆，于球磨罐中球磨1～3h，混合均匀，得到混合料；(3)造粒和陈腐：采用喷雾干燥法，按混合料质量的7％～10％向混合料中加入PVA水溶液，造粒后陈腐24h～48h，形成坯料；(4)半干压成型：将陈腐好的坯料置于模具中压制成型，成型压力为40～60MPa；(5)干燥：将成型好的坯体置于干燥箱中在95～100℃下干燥8～12h，形成生坯；(6)烧成：将生坯放入硅钼棒电炉中烧成，在合适的烧成温度下保温2～4h后，以5℃/min的速度降温至1250℃，再随炉冷却得到致密的六铝酸钙-刚玉复相陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钛铁渣要求过500目筛，工业氧化铝过250目筛。3.根据权利要求1所述的一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，原料与氧化锆的总质量分数为100％，其配比为：钛铁渣50～70％、氧化铝22％～38％、氧化锆8％～12％。4.根据权利要求3所述的一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氧化锆的细度为20nm。5.根据权利要求1所述的一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，PVA的浓度为5％质量分数。6.根据权利要求1所述的一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述烧成温度为1450～1500℃。2CN112125651A说明书1/3页一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种工业陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种致密六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的制备方法。背景技术[0002]六铝酸钙-刚玉复相陶瓷(CaAl12O19-Al2O3)具有优良的耐高温性和机械性能，是理想的高温结构陶瓷材料，然而由于六铝酸钙和刚玉的晶格扩散系数都很低，使得这种复相陶瓷的烧成温度高，不利于降低制备成本。如中国发明专利《一种致密高纯六铝酸钙-刚玉复相陶瓷材料的》(CN108439961A)虽然采用高纯化学原料制备了致密的六铝酸钙-刚玉复相陶瓷，但烧成温度高达1600～1750℃。中国发明专利《一种微孔高强刚玉-六铝酸钙复合耐火原料及其制备方法》(CN102718514A)制备了一种微孔结构的刚玉-六铝酸钙复相陶瓷，烧结温度高达1750～1900℃。中国发明专利《一种低温制备轻质六铝酸钙的方法》(CN103553101A)采用钙源、铝源、醇、胺和碱为原料，先后经过水热反应、固液分离、高温烧成等步骤于1300～1400℃下成功制备了含刚玉相的六铝酸钙基陶瓷，虽然降低了烧成温度，然而工艺复杂、成本高，且制备的陶瓷属轻质材料，并不致密。[0003]为了进一步降低六铝酸钙-刚玉复相陶瓷的生产成本，固体废弃物已被用作原料，如中国发明专利《利用铝厂污泥和牡蛎壳原位合成六铝酸钙/刚玉复相材料》(CN102531555A)采用固体废弃物污泥和牡蛎壳在1500～1600℃下成功