一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是由重量百分比為78-90%的氧化鋯、4-5%的氧化釔、2-3%的氧化鎂、4%-16%的氧化鋁組成，本發(fā)明是應(yīng)用在閥門中的復(fù)合氧化鋯陶瓷，作為閥門的內(nèi)襯材料，阻斷介質(zhì)與金屬的直接接觸，利用氧化鋯陶瓷的耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕、耐熱沖擊等優(yōu)良性能，使得閥門的耐腐蝕和耐磨損等性能大大提高，使用壽命長、穩(wěn)定性高。
【專利說明】一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的金屬材料不耐高溫、易磨損、易生銹，被大量氧化鋯陶瓷取代，比如閥門、切削工具、磨介、各類噴嘴等。氧化鋯陶瓷已在電子，電器，機(jī)械，航天，化工，紡織等許多高、精、尖領(lǐng)域廣泛使用，因?yàn)樗哂薪饘?，塑料等材料的高?qiáng)度、耐高溫、耐磨損、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高絕緣等優(yōu)異的綜合性能，今后隨著氧化鋯陶瓷材料的產(chǎn)業(yè)化，使用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展。傳統(tǒng)閥門是金屬材料，由于受金屬材料本身耐腐蝕性、耐磨性差的限制，使閥門的可靠性和使用壽命受到很大的影響。例如應(yīng)用于石油工業(yè)的金屬閥門，由于受石油、天然氣和油層水等介質(zhì)中硫化氫、二氧化碳和一些有機(jī)酸的影響，對其表面的破壞力很大，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)失去工作能力，而將氧化鋯陶瓷有效的應(yīng)用的閥門中，利用氧化鋯陶瓷具有高的強(qiáng)度和高韌性、耐磨性好、耐高溫耐腐蝕等優(yōu)良性能，大大降低了閥門的維修更換次數(shù)，提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，節(jié)約設(shè)備修理費(fèi)用。
[0003]通常加入不同類型的穩(wěn)定劑制成不同類型的氧化鋯陶瓷，如部分穩(wěn)定氧化鋯(partially stabilized zirconia PSZ),當(dāng)穩(wěn)定劑為 MgO、Y2O3 時(shí)，分別表不為 Mg-PSZ、Y-PSZ等。由亞穩(wěn)的t-Zr02組成的四方氧化錯(cuò)稱之為四方氧化錯(cuò)多晶體陶瓷(tetragonalzirconia polycrysta TZP)。當(dāng)加入的穩(wěn)定劑是 Y2O3、CeO2,貝U分別表示為 Υ-ΤΖΡ、Ce-TZP
坐寸ο
[0004]氧化鋯陶瓷的成型方式有干壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態(tài)凝固成型等，氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)、微波燒結(jié)、超高壓燒結(jié)、放電等離子體燒結(jié)、原位加壓成型燒結(jié)等。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于改進(jìn)已有技術(shù)的不足而提供一種應(yīng)用在閥門中的復(fù)合氧化鋯陶瓷，作為閥門的內(nèi)襯材料，阻斷介質(zhì)與金屬的直接接觸，利用氧化鋯陶瓷的耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕、耐熱沖擊等優(yōu)良性能，使得閥門的耐腐蝕和耐磨損等性能大大提高，使用壽命長、穩(wěn)定性聞。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，其特點(diǎn)是由重量百分比為78-90%的氧化鋯、4-5%的氧化釔、2-3%的氧化鎂、4%_16%的氧化鋁組成。
[0007]為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，可以是所述的氧化鋯為純度99.95%、粒度0.4-0.7 μ m。
[0008]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下顯著特點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明在氧化鋯、氧化釔、氧化鎂等基礎(chǔ)上，增加氧化鋁，將上述氧化物按比例混合，經(jīng)過球磨、噴霧造粒、等靜壓成型、無壓燒結(jié)等工序制備得出新型復(fù)合氧化鋯，其抗熱沖擊性有明顯提高，其密度在5.68g/cm3以上，維氏硬度(HV)在1000以上；將本發(fā)明復(fù)合氧化鋯陶瓷件放入150°C的燒結(jié)爐中，保溫一段時(shí)間后，放入20°C的水中，看看有無碎裂現(xiàn)象，若無任何缺陷產(chǎn)生，則重復(fù)測試，直至測試10次為止，新型復(fù)合氧化鋯陶瓷在150°C測試10次后，沒有任何缺陷產(chǎn)生，而Y-TZP, Ce-TZP等部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷在150°C測試5至6次后，均出現(xiàn)裂紋、掉碎片等缺陷，將本發(fā)明復(fù)合氧化鋯繼續(xù)在170°C測試，在第6次測試時(shí)才出現(xiàn)裂紋等缺陷，說明本發(fā)明新型復(fù)合氧化鋯陶瓷的抗熱沖擊性能有明顯提高；采用本發(fā)明氧化鋯陶瓷制成的閥門，加工成口徑DN50閥門使用球芯，測試其扭矩，經(jīng)測試其扭矩達(dá)到300N.m以上。

【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是由重量百分比為78-90%的氧化鋯、4-5%的氧化釔、2-3%的氧化鎂、4%-16%的氧化鋁，使用的氧化鋯粉為純度99.95%、粒度0.4-0.7 μ m，將上述氧化物按比例混合，經(jīng)過球磨、噴霧造粒、靜壓成型、無壓燒結(jié)等工序制備得出，防止燒結(jié)過程中陶瓷結(jié)構(gòu)件上出現(xiàn)裂紋等缺陷，嚴(yán)格控制其降溫速度，待溫度降至400°C以后，自然降溫。
[0010]本實(shí)施例是采用90Kg的氧化鋯、4Kg的氧化釔、2Kg的氧化鎂、4Kg的氧化鋁燒結(jié)而成。
[0011]實(shí)施例2，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是采用78Kg的氧化鋯、5Kg的氧化釔、3Kg的氧化鎂、16Kg的氧化鋁燒結(jié)而成,其他與實(shí)施例1完全相同。
[0012]實(shí)施例3，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是采用83Kg的氧化鋯、4.5Kg的氧化釔、2.5Kg的氧化鎂、1Kg的氧化鋁燒結(jié)而成,其他與實(shí)施例1完全相同。
[0013]實(shí)施例4，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是采用80Kg的氧化鋯、4.75Kg的氧化釔、2.75Kg的氧化鎂、12.5Kg的氧化鋁燒結(jié)而成，其他與實(shí)施例1完全相同。
[0014]實(shí)施例5，一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，是采用86Kg的氧化鋯、4.25Kg的氧化釔、2.25Kg的氧化鎂、7.5Kg的氧化鋁燒結(jié)而成，其他與實(shí)施例1完全相同。
【權(quán)利要求】
1.一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，其特征是由重量百分比為78-90%的氧化鋯、4-5%的氧化釔、2-3%的氧化鎂、4%-16%的氧化鋁組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閥門用復(fù)合氧化鋯陶瓷，其特征是所述的氧化鋯為純度.99.95%、粒度 0.4-0.7 μ m。
【文檔編號(hào)】C04B35/48GK104326743SQ201410531690
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】李兆萍, 初林杰, 馮一桀 申請人:煙臺(tái)金泰美林科技有限公司