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一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料及其制作方法

閱讀:852發(fā)布:2024-02-24

專利匯可以提供一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料及其制作方法專利檢索,專利查詢,專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及陶瓷材料及其制作方法技術(shù)領(lǐng)域,特指一種靜電粉末的納米陶瓷 復(fù)合材料 及其制作方法。制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料及重量配比為:A、 長石 20-30%;B、 石英 20-30%;C、 硼 砂20-30%;D、氣孔 抑制劑 4-7%;E、 助熔 劑16-24%。本靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料涂搪的優(yōu)點是:1、節(jié)省工序,節(jié)省 能源 ,無需干燥。2、資源利用率高,粉末通過回收,利用率可高達98%以上。3、綠色環(huán)保,無 廢 水 廢氣產(chǎn)生。4、自動化操作,省工省 力 ,自動化生產(chǎn)。5、 噴涂 質(zhì)量 優(yōu)良,瓷面光潔致密,氣孔率低,厚薄一致。6、瓷 面層 具有耐熱、耐磨、耐 腐蝕 、易清潔。7、符合直接食品FDA,無毒安全。,下面是一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料及其制作方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料,其特征在于:制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料及重量配比為:
A、長石 20-30%
B、石英 20-30%;
C、砂 20-30%;
D、氣孔抑制劑 4-7%;
E、助熔劑 16-24%;
制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料還包括著色劑,所述的著色劑為:、氧化銻中的一種或者二者的混合物,并且著色劑在整個原料中的比重為:4-8%;
所述的助熔劑為:螢石、純、氟酸鈉的一種或幾種組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料,其特征在于:所述的助熔劑為:螢石、純堿、氟硅酸鈉,各組成部分在原料中的重量配比為:螢石:4-6%;純堿
5-8%、氟硅酸鈉7-8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料,其特征在于:制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料及重量配比為:
A、長石 24.8%
B、石英 21.1%;
C、硼砂 24.9%;
D、氣孔抑制劑 4.3%;
E、助熔劑 20.1%;
F、著色劑 4.8%;
其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為:螢石:5.3%;
純堿7.8%、氟硅酸鈉7%;所述的著色劑為:氧化鈦,其在原料中的比重為:4.8%。
4.一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的制作方法,其特征在于:該方法包括以下步驟:
一、按照下面的成份及重量配比準(zhǔn)備原料:
A、長石 20-30%
B、石英 20-30%;
C、硼砂 20-30%;
D、氣孔抑制劑 4-7%;
E、助熔劑 16-24%;
其中所述的助熔劑為:螢石、純堿、氟硅酸鈉,各組成部分在原料中的重量配比為:螢石:4-6%;純堿5-8%、氟硅酸鈉7-8%;
二、將上述原料混合后置于熔爐中進行熔制,其中熔爐的溫度為1200-1300攝氏度,直至原料被熔制成熔融的流體
三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出,并采用壓片冷卻的方式對其冷卻,形成固化的片材,并將固化的片材進行粉碎,得到碎片;
四、對碎片材料進行晶化處理;
五、對晶化處理的碎片材料進行粉碎,粉碎成粉末狀;
六、對粉末材料進行包裹處理,采用高分子聚合物為包裹劑,最終得到靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料;
制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料還包括著色劑,所述的著色劑為:氧化鈦、氧化銻中的一種或者二者的混合物,并且著色劑在整個原料中的比重為:4-8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的制作方法,其特征在于:該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的種類及重量配比為:
A、長石 24.8%
B、石英 21.1%;
C、硼砂 24.9%;
D、氣孔抑制劑 4.3%;
E、助熔劑 20.1%;
F、著色劑 4.8%;
其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為:螢石:5.3%;
純堿7.8%、氟硅酸鈉7%;所述的著色劑為:氧化鈦,其在原料中的比重為:4.8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的制作方法,其特征在于:所述制作方法第六步中采用的包裹劑為硅烷或硅氧烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的制作方法,其特征在于:所述制作方法中第五步對碎片進行粉碎處理,其粉碎后的顆粒度為200目。

說明書全文

一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料及其制作方法

技術(shù)領(lǐng)域:

[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷材料及其制作方法技術(shù)領(lǐng)域,特指一種靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料及其制作方法。背景技術(shù):
[0002] 材料是人類社會生活的物質(zhì)基礎(chǔ),材料分發(fā)展導(dǎo)致時代的變遷,推動人類的物質(zhì)文明和社會進步。在人類進入知識經(jīng)濟的新時代,材料與能源和信息并列為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱,其作用和意義尤為重要。新型功能材料賦予高技術(shù)以新的內(nèi)涵,促進各種高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的實現(xiàn)。
[0003] 由于陶瓷復(fù)合材料具有高強度、高硬度、極好的耐磨、耐高溫和耐腐蝕性能,使其作為高性能結(jié)構(gòu)材料得到廣泛的應(yīng)用。世界各國都把結(jié)構(gòu)陶瓷看作是對未來工業(yè)革命有重大作用的高技術(shù)新材料以重點研究和發(fā)展。但由于陶瓷復(fù)合材料本身固有的脆形,作結(jié)構(gòu)材料使用時缺乏足夠的可靠性,從而使其應(yīng)用范圍受到了很大的限制。多年來,陶瓷工作者制得了許多不同類型的陶瓷復(fù)合材料,使得陶瓷復(fù)合材料的脆形有所改善,韌性有了明顯的提高,并在某些工業(yè)領(lǐng)域中得到推廣使用。
[0004] 今年來,為了提高產(chǎn)品表面的質(zhì)感,有人將產(chǎn)品表面噴涂復(fù)合陶瓷材料,但是實際的使用效果卻存在一些不足。具體而言,由于目前復(fù)合陶瓷材料的特性,將其噴涂在產(chǎn)品表面后,復(fù)合陶瓷材料在胚體表面形成的表面容易出現(xiàn)附著較差,噴涂表面不光滑等不良現(xiàn)象,另外,傳統(tǒng)的復(fù)合陶瓷材料難以使用較為先進的靜電噴涂方式,其生產(chǎn)效率較低。發(fā)明內(nèi)容:
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是克服目前復(fù)合陶瓷材料所存在的不足,提供可采用靜電噴涂的靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料及重量配比為:A、長石20-30%;B、石英20-30%;C、砂20-30%;D、氣孔抑制劑4-7%;E、助熔劑16-24%。
[0007] 上述技術(shù)方案中,制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料還包括著色劑,所述的著色劑為:、氧化銻中的一種或者二者的混合物,并且著色劑在整個原料中的比重為:4-8%。
[0008] 上述技術(shù)方案中,所述的助熔劑包括:螢石、純、氟酸鈉的一種或幾種組合。
[0009] 上述技術(shù)方案中,所述的助熔劑包括:螢石、純堿、氟硅酸鈉,各組成部分在原料中的重量配比為:螢石:4-6%;純堿5-8%、氟硅酸鈉7-8%。
[0010] 上述技術(shù)方案中,制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料及重量配比為:A、長石24.8%;B、石英21.1%;C、硼砂24.9%;D、氣孔抑制劑4.3%;E、助熔劑20.1%;F、著色劑4.8%;其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為:螢石:5.3%;純堿7.8%、氟硅酸鈉7%;所述的著色劑為:氧化鈦,其在原料中的比重為:4.8%。
[0011] 本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)方案是提供上述靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的制作方法,其采用的技術(shù)方案為:該方法包括以下步驟:一、按照下面的成份及重量配比準(zhǔn)備原料:A、長石20-30%;B、石英20-30%;C、硼砂20-30%;D、氣孔抑制劑4-7%;E、助熔劑16-24%,其中所述的助熔劑包括:螢石、純堿、氟硅酸鈉,各組成部分在原料中的重量配比為:螢石:4-6%;純堿5-8%、氟硅酸鈉7-8%;二、將上述原料混合后置于熔爐中進行熔制,其中熔爐的溫度為1200-1300攝氏度,直至原料被熔制成熔融的流體;三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出,并采用壓片冷卻的方式對其冷卻,形成固化的片材,并將固化的片材進行粉碎,得到碎片;四、對碎片材料進行晶化處理;五、對晶化處理的碎片材料進行粉碎,粉碎成粉末狀;六、對粉末材料進行包裹處理,采用高分子聚合物為包裹劑,最終得到靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料。
[0012] 進一步而言,上述制作方法技術(shù)方案中,制作該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的原料還包括著色劑,所述的著色劑為:氧化鈦、氧化銻中的一種或者二者的混合物,并且著色劑在整個原料中的比重為:4-8%。
[0013] 上述制作方法技術(shù)方案中,靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的種類及重量配比為:A、長石24.8%;B、石英21.1%;C、硼砂24.9%;D、氣孔抑制劑4.3%;E、助熔劑20.1%;F、著色劑4.8%;其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為:螢石:
5.3%;純堿7.8%、氟硅酸鈉7%;所述的著色劑為:氧化鈦,其在原料中的比重為:4.8%。
[0014] 上述制作方法技術(shù)方案中,所述制作方法第六步中采用的包裹劑為硅烷或硅氧烷。
[0015] 上述制作方法技術(shù)方案中,所述制作方法中第五步對碎片進行粉碎處理,其粉啐后的顆粒度為200目。
[0016] 采用上述技術(shù)方案所制得的靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的優(yōu)點是:
[0017] 1、節(jié)省工序,節(jié)省能源,無需干燥。
[0018] 2、資源利用率高,粉末通過回收,利用率可高達98%以上。
[0019] 3、綠色環(huán)保,無廢氣產(chǎn)生。
[0020] 4、自動化操作,省工省力,自動化生產(chǎn)。
[0021] 5、噴涂質(zhì)量優(yōu)良,瓷面光潔致密,氣孔率低,厚薄一致。
[0022] 6、瓷面層具有耐熱、耐磨、耐腐蝕、易清潔。
[0023] 7、符合直接食品FDA,無毒安全。附圖說明:
[0024] 圖1是實施例一制作靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的方法步驟示意圖。具體實施方式:
[0025] 實施例一
[0026] 一、按照下面的成份及重量配比準(zhǔn)備原料:
[0027] A、長石 24%
[0028] B、石英 20%;
[0029] C、硼砂 30%;
[0030] D、氣孔抑制劑 4%;
[0031] E、助熔劑 18%;
[0032] F、著色劑 4%。
[0033] 其中所述的助熔劑包括:螢石、純堿、氟硅酸鈉,各組成部分在原料中的重量配比為:螢石;4%;純堿6%、氟硅酸鈉8%。著色劑采用氧化鈦。
[0034] 上述原料中,石英的主要成份是二氧化硅。其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均十分穩(wěn)定的礦產(chǎn)資源。本發(fā)明中是用于制作復(fù)合陶瓷材料的主體材料。
[0035] 硼砂是本發(fā)明作為復(fù)合陶瓷材料中的另一個主體材料。硼砂是含有10個水分子的四硼酸鈉(分子式為:的Na2B4O7.10H2O)。將其作為本發(fā)明材料中的一種主體材料,其可使瓷釉不易脫落而使其具有光澤。另外,由于本發(fā)明為靜電粉末,其必須令、鈉、鋰等離子的含量不能過高,否則將影響產(chǎn)品的電阻率和帶電性能。所以為了密閉上述離子的不足而導(dǎo)致熔劑量不足,本發(fā)明增加了硼砂,其氧化物為氧化硼,可作為增加瓷釉介電常數(shù)的氧化物,提高本發(fā)明復(fù)合陶瓷粉末的電阻率。
[0036] 長石是一類含、鈉和鉀的硅酸鹽類礦物的一種,其是制作陶瓷材料的一種重要原料。長石有助于提高制品的機械強度,電氣性能和半透明度,并且在高溫時對石英、粘上、莫來石的熔解快,溶解度大,另外,其熔融溫度低,透明度好。
[0037] 螢石即氟化鈣(CaF2),其具有能降低難熔物質(zhì)的熔點的作用。
[0038] 氟硅酸鈉(Na2SiF6),作為制作陶瓷材料的助熔劑。
[0039] 上述原料中,氣孔抑制劑采用硝酸鈉,其可以有效抑制產(chǎn)品熔制過程中氣泡的產(chǎn)生。
[0040] 上述原料中,作為著色劑的氧化鈦俗稱鈦白或鈦白粉?;瘜W(xué)式TiO2。其是白色無定形粉末,加熱時變黃色,受高溫變棕色,冷時再呈白色。著色劑還可以選擇氧化銻,化學(xué)式Sb203。
[0041] 二、將上述原料混合后置于熔爐中進行熔制,其中熔爐的溫度為1250攝氏度,直至原料被熔制成熔融的流體;
[0042] 三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出,并采用壓片冷卻的方式對其冷卻,形成固化的片材,本實施例采用的冷卻方式為:流體由熔爐中被倒出后,經(jīng)過一組壓輥進行壓制成片狀,其中壓輥中流經(jīng)有冷卻水。這樣當(dāng)流體經(jīng)過壓輥后就被冷卻壓制成片狀固化的混合體。然后將固化的片材通過粉碎機或壓碎機進行粉碎,得到碎片形狀大小不一的碎片;
[0043] 四、對碎片材料進行晶化處理。陶瓷晶化處理的的目的是為了將透明的材料變成半透明狀,以提高強度,并使之具有化學(xué)穩(wěn)定性。陶瓷的晶化是在一定的成核劑作用下經(jīng)過特殊的熱處理過程,產(chǎn)品由非晶體轉(zhuǎn)化為半透明的結(jié)晶體。陶瓷晶化的傳統(tǒng)方法分兩個階段:恒溫核晶階段和等溫增長階段。晶體增長的速度與晶核的大小和升溫速度有關(guān)。按一定的溫度和程序,晶化熱處理晶相結(jié)構(gòu)均勻、無孔、晶粒大小接近晶體、隨意交。
[0044] 五、對晶化處理的碎片材料進行粉碎,粉碎成粉末狀;粉碎后的粉末顆粒度在200目左右。
[0045] 六、對粉末材料進行包裹處理,采用高分子聚合物為包裹劑,最終得到靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料。所謂的包裹處理就是對材料進行絕緣處理,提高產(chǎn)品的電阻率。包裹劑為硅烷或硅氧烷,本實施例采用含氫甲基硅氧烷作為包裹劑。作為本發(fā)明中的包裹劑,含氫甲基硅氧烷具有如下幾個條件:
[0046] 1、電阻率較高;
[0047] 2、表面張力較小,能夠很好的鋪展在瓷粉周圍;
[0048] 3、燒制過程中可以充分分解并逸出,不會給瓷面帶來任何負(fù)面影響;
[0049] 4、可提高靜電干粉的流動性,便于噴涂和回收;
[0050] 5、性能穩(wěn)定,受環(huán)境影響不明顯。
[0051] 在包裹處理中,加入含氧甲基硅氧烷后,粉碎的粉末與含氫甲基硅氧烷產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),形成憎水性的有機膠體膜。該膠體膜可大大提高產(chǎn)品的電阻率,并且改善了琺瑯粉末的流動性、開裂性、凝聚性和儲藏性。
[0052] 通常包裹工藝可采用氣相包裹的工藝,即通過裝置將硅氧烷汽化,然后將上述粉碎的粉末放入,在高溫氣化環(huán)境中進行包裹處理,最終得到包裹層均勻、性能穩(wěn)定的靜電干粉。
[0053] 經(jīng)過包裹處理后,最后就得到了最終的靜電琺瑯粉末產(chǎn)品。
[0054] 實施例二,這是本發(fā)明的較佳實施例,與上述實施例所不同的是:該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的種類及重量配比為:
[0055] A、長石 24.8%
[0056] B、石英 21.1%;
[0057] C、硼砂 24.9%;
[0058] D、氣孔抑制劑 4.3%;
[0059] E、助熔劑 20.1%;
[0060] F、著色劑 4.8%;
[0061] 其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為:螢石:5.3%;純堿7.8%、氟硅酸鈉7%;所述的著色劑為:氧化鈦,其在原料中的比重為:4.8%。
[0062] 實施例三
[0063] 本實施例與實施例二類似,所不同的是:本實施例中采用氧化銻作為著色劑。該靜電粉末的納米陶瓷復(fù)合材料的種類及重量配比為:
[0064] A、長石 24.78%
[0065] B、石英 23.19%;
[0066] C、硼砂 21.06%;
[0067] D、氣孔抑制劑 6.59%;
[0068] E、助熔劑 17.21%;
[0069] F、著色劑 7.17%;
[0070] 其中,所述的氣孔抑制劑為硝酸鈉;所述的助熔劑的成份及重量配比為;螢石:4.8%;純堿5.8%、氟硅酸鈉6%;所述的著色劑為:氧化銻,其在原料中的比重為:7.17%。
[0071] 當(dāng)然,以上所述僅僅為本發(fā)明實例而已,并非來限制本發(fā)明實施范圍,故,凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾,均應(yīng)包括于本發(fā)明申請專利范圍內(nèi)。
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