專利名稱：：紫砂陶瓷合金材料的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種陶瓷合金材料的制備方法，特別是一種紫砂陶資合金材料的制備方法。
背景技術：
：鋁合金是一種較年輕的金屬材料，第二次世界大戰(zhàn)期間，鋁材主要用于制造軍用飛機。戰(zhàn)后，由于軍事工業(yè)對鋁材的需求量驟減，鋁工業(yè)界便著手開發(fā)民用鋁合金，使其應用范圍由航空工業(yè)擴展到建筑業(yè)、容器制造業(yè)、交通運輸業(yè)、電力電子工業(yè)、機械制造業(yè)和石油化工等國民經(jīng)濟各部門，應用到人們的日常生活中?，F(xiàn)在鋁材用量之多，范圍之廣，僅次于鋼鐵，成為第二大金屬材料。鋁材應用的迅速發(fā)展是世界鋁工業(yè)不斷開發(fā)新的鋁合金材料的結(jié)果。微弧氧化技術(又稱等離子體氧化、表面陶瓷化等)以其特有的技術優(yōu)勢，能有效地將鋁材與陶瓷的性能優(yōu)勢有機地結(jié)合起來，極大地擴展了鋁材的應用范圍，越來越受到各個行業(yè)部門的重視。隨著關注和研究隊伍的擴大，微弧氧化技術的應用研究發(fā)展越來越快，目前在部分領域已經(jīng)開始進入了實際應用。但由于現(xiàn)行的微弧氧化膜層都具有疏松、致密性和硬度差等缺點，應用過程中還不可避免地會有一些局限性。因此，對于一些對合金材料表面性能(表面硬度、耐磨損、耐腐蝕等)要求較高的領域來說，迫切需要一種新的材料替代傳統(tǒng)合金，它需要有相對較良好的表面性能，又保持有原有合金的所有優(yōu)點(良好的熱傳導性、質(zhì)輕等)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種紫砂陶瓷合金材料的制備方法。本發(fā)明制備得到的紫砂陶瓷合金材料，其特征是，該材料包括合金層和紫砂陶瓷層，在合金層的一個表面或者兩個表面上形成所述紫砂陶瓷層；所述的合金層為鋁合金層，其厚度不限，根據(jù)實際應用設定。紫砂陶瓷層為不粘't生紫砂陶瓷涂料涂覆在合金層表面后燒結(jié)而成，厚度1520jum。下面給出紫砂陶瓷合金材料的制備過程1)素材處理a)對合金鈑材清洗去油去塵；b)噴砂處理對該合金鈑材一個表面或兩個表面進行噴砂處理，提高表面的粗糙度；c)堿液脫脂后水洗后利用壓縮空氣去除殘砂；2)陶瓷晶體層形成凈化后，利用微弧氧化技術，在合金鈑材噴砂面做初步微弧氧化，形成八1203陶乾晶體層；3)紫砂陶瓷涂層的形成涂覆工序表面清潔后，在溫度60-80'C下進行預熱，然后采用噴涂或旋涂在合金鈑材表面上涂覆不粘性紫砂陶乾涂料；涂布量視步驟2)陶瓷晶體層厚度而定，控制兩者總合為1520pm;燒結(jié)工序在溫度200-240。C條件下進行燒結(jié)處理10-15分鐘，使紫砂陶資層與陶瓷晶體層、陶瓷晶體層與合金層充分熔結(jié)在一起；素材處理中噴砂步驟砂目為60-80目。在步驟3)紫砂陶瓷涂層的形成中，所述的不粘性紫砂陶f:涂料為以重量百分比計，包括聚硅氧烷0%3.1%;三氧化二鋁0%5.1%;氧化鋅0%~2.1%;二氧化硅11.4%23.1%;烷基纖維素0.7%4.6%;顏料12.4%~27.6%;水21.9%~37.8%;以及醇12.1%25.6%;其中，所述烷基纖維素為Cl-4的烷基纖維素中一種或多種的混合物。所述醇為曱醇、乙醇或其混合物。所述的顏料主要為無機常規(guī)顏料，例如三氧化二鐵、三氧化二4呂、氧化鋅、二氧化鈦、二氧化鋯或氧化鎂。該涂料可通過如下步驟制備1)配制A液按A液重量百分比計，將聚硅氧烷0%4.3%、二氧化硅0%4.3%、三氧化二鋁0%7.1%、氧化鋅0%2.9%、水32.9%52.9%、醇1%7.9%、烷基纖維素1%6.4%和顏料18.6%38.6%充分混合，進行攪拌直至沉淀物完全消失，得到A液；(通常攪拌時間為1小時以上)2)配制B液按B液重量百分比計，將二氧化硅40%60%和醇40%60%充分混合，進行攪拌直至沉淀物完全消失，得到B液；(通常攪拌時間為1小時以上)3)把上述制得的A液和B液按重量比22.5:1的比例混合，并置于旋轉(zhuǎn)機上進行滾動混合，得到不粘性紫砂陶瓷涂料。這樣制得的不粘,性紫砂陶瓷涂料中的固體物質(zhì)粒度通常為納米級尺寸；固含量優(yōu)選為48wt%~56wt%;25°C下的粘度優(yōu)選為711cps。本發(fā)明陶瓷合金相比較普通合金，表面硬度大耐磨損，耐高溫，且不易脫落?？蓱糜诩译?、高耐熱產(chǎn)品外包裝嵌板或炊具主體材料上。圖1為本發(fā)明紫砂陶瓷合金材料結(jié)構剖面圖具體實施例方式通過下述實施例將有助于本發(fā)明的理解，但本發(fā)明不局限于此。如圖1所示，本發(fā)明紫砂陶瓷合金材料，包括合金層和紫砂陶乾層，在鋁合金層1的兩個表面設有紫砂陶資層2，所述的合金層為鋁合金層1，紫砂陶瓷層2為不粘性紫砂陶瓷涂料涂覆在合金表面后燒結(jié)而成，厚度約20Mm。不粘性紫砂陶瓷涂料制備(室溫l(TC)1)A液的配制，首先按量稱取A液部分所有組分，10.75g聚硅氧烷、10.5g二氧化硅，17.75g三氧化二鋁，5.25g氧化鋅，125.5g水，17.75g曱醇，16g曱基纖維素，15g三氧化二鐵，5g二氧化鋯，26.5g二氧化鈦，以水為溶劑充分混合，然后在180rpm攪拌機攪拌120分鐘。放置備用。2)B液的配制，首先按量稱取B液部分所有組分，57.3g二氧化硅，42.7g曱醇，以曱醇為溶劑充分混合，然后在180rpm攪拌機攪拌120分鐘。放置備用。3)A液和B液混合，加熱條件下將A液倒入B液并放在攪拌機上攪拌5小時，溫度35。C，轉(zhuǎn)速100回/分鐘。(A液和B液重量比2.5:1混合)4)停止?jié)L動后放置3小時低溫保存即可。下面給出紫砂陶瓷合金材料的制備過程1)素材處理a)將400mmX400mm鋁合金板材在硬脂酸鈉溶液中浸泡IO分鐘清洗除去油及灰塵；b)噴砂處理對合金板材表面進行噴砂處理，提高表面的粗糙度，使用約80目AL2Cb和Si02混合砂，砂的空氣壓力約為7~llkgf/cm2,處理完成后424造度10±2jam;c)石成液脫脂后水洗后利用壓縮空氣去除殘砂；2)陶瓷晶體層形成將噴砂完畢的鋁合金板材置于鋁離子含量20g/L的電解液中進行微弧氧化處理，電解電壓40v，2.5A/drr^的電流，溫度3。C，時間15分鐘，完成后鋁合金鈑材表面形成八1203陶瓷晶體層，厚度為約10pm;3)紫砂陶瓷層的形成涂覆工序表面清潔后，在溫度60。C下進行預熱，然后在鋁合金鈑材表面噴涂上不粘性紫砂陶瓷涂料；空氣壓力4kgf/cm2,噴槍口徑4mm,分2次涂裝，涂布量4m2/kg,涂膜厚度約l(^m;流平，溫度40。C,時間4分鐘；燒結(jié)工序在溫度220。C條件下進行燒結(jié)處理15分鐘，使紫砂陶瓷層與陶瓷晶體層、陶瓷晶體層與合金層充分熔結(jié)在一起；最終形成紫砂陶瓷層厚度約20nm。為了清楚說明本發(fā)明紫砂陶瓷合金材料在硬度、耐磨、抗腐蝕等方面的優(yōu)異表現(xiàn)，現(xiàn)通過如下試驗說明試驗目的測試本發(fā)明紫砂陶瓷合金材料硬度、附著性、耐沖擊性、耐水性、耐堿性、耐酸性、耐熱性等各項指標。試驗素材400X400mm紫砂陶瓷鋁合金鈑材(本發(fā)明材料)，紫砂陶瓷層約20nm，兩面涂覆；鋁合金層5mm;試驗結(jié)果如下表1:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權利要求1、一種紫砂陶瓷合金材料的制備方法，包含步驟1)素材處理a)對合金鈑材清洗去油去塵；b)噴砂處理對該合金鈑材表面進行噴砂處理，提高表面的粗糙度；c)堿液脫脂后水洗后利用壓縮空氣去除殘砂；2)陶瓷晶體層形成凈化后，利用微弧氧化技術，在合金鈑材表面形成致密的Al2O3陶瓷晶體層；3)紫砂陶瓷層的形成涂覆工序表面清潔后，在溫度60-80℃下進行預熱，然后采用噴涂或旋涂在合金板材表面上涂覆不粘性紫砂陶瓷涂料，所述的不粘性紫砂陶瓷涂料以重量百分比計，包括聚硅氧烷0％～3.1％、三氧化二鋁0％～5.1％、氧化鋅0％～2.1％、二氧化硅11.4％～23.1％、烷基纖維素0.7％～4.6％、顏料12.4％～27.6％、水21.9％～37.8％、以及醇12.1％～25.6％；燒結(jié)工序在溫度200-240℃條件下進行燒結(jié)處理10-15分鐘，使紫砂陶瓷層與陶瓷晶體層、陶瓷晶體層與合金層充分熔結(jié)在一起。2、如權利要求1所述的制備方法，其特征是素材處理中噴砂步驟砂目為60-80目。3、如權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述的不粘性紫砂陶瓷涂料可通過如下步驟制備1)配制A液按A液重量百分比計，將聚硅氧烷0%~4.3%、二氧化硅0%4.3%、三氧化二鋁0%~7.1%、氧化鋅0%2.9%、水32.9%~52.9%、醇1%7.9%、烷基纖維素1%6.4%和顏料18.6%38.6%充分混合，進行攪拌直至沉淀物完全消失，得到A液；2)商己制B液按B液重量百分比計，將二氧化硅40%60%和醇40%60%充分混合，進行攪拌直至沉淀物完全消失，得到B液；3)把上述制得的A液和B液按重量比2~2.5:1的比例混合，并置于旋轉(zhuǎn)機上進行滾動混合，得到不粘性紫砂陶資涂料。全文摘要本發(fā)明涉及一種陶瓷合金材料的制備方法，特別是一種紫砂陶瓷合金材料的制備方法。制備得到的合金材料包括合金層和紫砂陶瓷層，在合金層的一個表面或者兩個表面上形成所述紫砂陶瓷層，所述的合金層為鋁合金層。制備時通過1.素材處理；2.陶瓷晶體層形成；3.紫砂陶瓷層形成三大工序完成。本發(fā)明制備方法簡單，制備得到的陶瓷合金相比較普通合金，表面硬度大耐磨損，耐高溫，且不易脫落。文檔編號C04B35/14GK101190842SQ20061016093公開日2008年6月4日申請日期2006年12月1日優(yōu)先權日2006年12月1日發(fā)明者胡金高申請人:胡金高