一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板及其制備方法
【專利說明】一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003]耐磨襯板作為重介質(zhì)旋流器的核心部件，用耐磨膠粘貼于重介質(zhì)旋流器內(nèi)壁。旋流器工作時(shí)，原煤、重介質(zhì)和水的混合物與內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦磨損，當(dāng)襯板被磨損一定程度或碎裂時(shí)耐磨襯板失效，致使該配件失效，嚴(yán)重時(shí)需更換整機(jī)?，F(xiàn)有技術(shù)中常應(yīng)用于重介質(zhì)旋流器的耐磨襯板為剛玉、鑄鐵和聚氨酯等，聚氨酯應(yīng)用于直徑?500mm以上的重介質(zhì)旋流器會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重劃傷現(xiàn)象；鑄鐵應(yīng)用于直徑OlOOOmm以上的重介質(zhì)旋流器時(shí)也存在使用壽命短的問題，不能滿足現(xiàn)場連續(xù)生產(chǎn)的需求；雖然剛玉耐磨襯板能有效改善重介質(zhì)旋流器壽命短的問題，也是現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用最廣泛的耐磨襯板，但當(dāng)重介質(zhì)旋流器直徑超過Φ 1300mm時(shí)還是表現(xiàn)出一定的不足，使重介質(zhì)旋流器大型化發(fā)展受到一定的限制。對(duì)于倍受人們關(guān)注的碳化硅材料而言，由于其密度低、硬度高、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好、抗氧化性好、耐腐蝕等特點(diǎn)，且有良好的高溫強(qiáng)度和抗熱震性，被廣泛用作磨料、耐磨材料、電熱元件以及機(jī)械工程中的結(jié)構(gòu)件和化學(xué)工程中的密封件等。目前，已在石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)和冶金工業(yè)等眾多行業(yè)所采用。在礦業(yè)領(lǐng)域，由于其分子結(jié)構(gòu)的鍵合特點(diǎn)，存在難加工、韌性差、脆性大的致命弱點(diǎn)，嚴(yán)重影響了其作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用潛力，限制了碳化硅材料在礦業(yè)等高沖擊領(lǐng)域中的應(yīng)用，目前，僅僅在微細(xì)磨礦分級(jí)中有少量的應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有常用于冶金、礦山、煤炭、電力等領(lǐng)域的襯板主要是高分子聚乙烯襯板、尼龍襯板及不銹鋼襯板等。這些襯板耐磨性差、摩擦系數(shù)高、不具備抗沖擊性，常在其使用部位(如皮帶機(jī)頭部漏斗、混勻配料礦槽、火車翻車機(jī)室及汽車受料礦槽等)發(fā)生物料粘結(jié)，不抗沖擊，極易脫落等影響現(xiàn)象，增加了維修成本，降低了使用功效，極易造成檢修停產(chǎn)等情況。且上述尼龍襯板、高分子聚乙烯襯板僅適用于物料平穩(wěn)運(yùn)行或人工滑冰場或散料密度小且無落差的地方，使用范圍太小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明針對(duì)不足，提出一種耐磨度高、不粘結(jié)且抗沖擊；還具有氣孔率低、耐磨性號(hào)、韌性好、易于加工生產(chǎn)的特點(diǎn)，且使用壽命長的氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板及其制備方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分: 氧化招粉60-90份，陶瓷粉50-70份，氧化娃粉5-10份，氧化鎂粉6_12份，氧化I丐粉
5-8份，氧化釔2-8份，碳纖維15-25份，石英砂5_10份，塑膠粉8_10份，丙酮1_2份，三乙烯二甲基硅烷1-3份，粘合劑0.5-1份。
[0007]進(jìn)一步的，所述塑膠粉的粒度為400?500目，分子量為250-300萬。
[0008]進(jìn)一步的，所述石英砂的純度為85?95%，粒度為450?550目。
[0009]進(jìn)一步的，所述粘合劑為PVB-98。
[0010]進(jìn)一步的，所述氧化鋁粉的顆粒大小為1-3 μ m，氧化硅粉的顆粒大小為1-2 μ m，氧化鎂粉的顆粒大小為2-3 μ m。
[0011]本發(fā)明還公開了一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板的制備方法，包括如下步驟:
(1)按質(zhì)量份取氧化招粉60-90份，陶瓷粉50-70份，氧化娃粉5-10份，氧化鎂粉6_12份，氧化鈣粉5-8份，氧化釔2-8份，碳纖維15-25份，石英砂5_10份，塑膠粉8_10份，丙酮1-2份，三乙烯二甲基硅烷1-3份，粘合劑0.5-1份，并將其混合均勻；
(2)用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速為3500?4500轉(zhuǎn)/分鐘，溫度低于20°C的條件下將混合料攪拌10?15分鐘；
(3)用壓機(jī)上模將混勻的混合料在壓力為15?25兆帕的條件下冷壓25?35分鐘；
(4)在窯爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:以60?100°C/h的升溫速度升溫到400°C，然后以80?120°C /h的升溫速度升溫到1250°C，保溫1.5h,然后以100?120°C /h的升溫速度升溫到1350?1500°C，保溫2.5h,最后在窯爐內(nèi)自然降溫至200°C出窯。
[0012]進(jìn)一步的，所述燒結(jié)采用真空燒結(jié)，燒結(jié)真空度為3X 1-1Pa及以下。
[0013]有益效果:本發(fā)明的氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板具有耐磨度高、不粘結(jié)且抗沖擊；還具有氣孔率低、耐磨性號(hào)、韌性好、易于加工生產(chǎn)的特點(diǎn)，且使用壽命長的特點(diǎn)。本發(fā)明方法利用氧化釔、氧化鋁作為碳化硅的燒結(jié)助劑，以碳纖維作為增韌相，經(jīng)混料、與碳纖維混合、成型和燒結(jié)制成，可有效降低制備成本，具有工藝簡單、生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品氣孔率低、耐磨性號(hào)、韌性好、使用壽命長的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1
一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分:
氧化鋁粉60份，陶瓷粉50份，氧化硅粉5份，氧化鎂粉6份，氧化鈣粉5份，氧化釔2份，碳纖維15份，石英砂5份，塑膠粉8份，丙酮I份，三乙烯二甲基硅烷I份，粘合劑0.5份。
[0015]進(jìn)一步的，所述塑膠粉的粒度為400目，分子量為250萬。
[0016]進(jìn)一步的，所述石英砂的純度為85%，粒度為450目。
[0017]進(jìn)一步的，所述粘合劑為PVB-98。
[0018]進(jìn)一步的，所述氧化鋁粉的顆粒大小為I μ m，氧化硅粉的顆粒大小為I μπι，氧化鎂粉的顆粒大小為2 μ m。
[0019]上述一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板的制備方法，包括如下步驟:
(1)按質(zhì)量份取氧化鋁粉60份，陶瓷粉50份，氧化硅粉5份，氧化鎂粉6份，氧化鈣粉5份，氧化釔2份，碳纖維15份，石英砂5份，塑膠粉8份，丙酮I份，三乙烯二甲基硅烷I份，粘合劑0.5份，并將其混合均勻；
(2)用攪拌機(jī)在轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分鐘，溫度低于20°C的條件下將混合料攪拌10分鐘； (3)用壓機(jī)上模將混勻的混合料在壓力為15兆帕的條件下冷壓25分鐘；
(4)在窯爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)工藝為:以60°C/h的升溫速度升溫到400°C，然后以80°C /h的升溫速度升溫到1250°C，保溫1.5h,然后以100°C /h的升溫速度升溫到1350°C，保溫2.5h,最后在窯爐內(nèi)自然降溫至200°C出窯，所述燒結(jié)采用真空燒結(jié)，燒結(jié)真空度為3X 1-1Pa及以下。
[0020]實(shí)施例2
一種氧化鋁陶瓷復(fù)合襯板，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分:
氧化鋁粉90份，陶瓷粉70份，氧化硅粉10份，氧化鎂粉12份，氧化鈣粉8份，氧化釔8份，碳纖維25份，石英砂10份，塑膠粉10份，丙酮2份，三乙烯二甲基硅烷3份，粘合劑I份。
[0021]進(jìn)一步的，所述塑膠粉的粒度為500目，分子量為300萬。