氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法，特別是一種氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法。
【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)的耐火材料相比，二氧化鋯具有更高的化學穩(wěn)定性。二氧化鋯具有多晶型的相結構，分別為單斜相(m-Zr02)、四方相(t-Zr02)和立方相(c-Zr02)。在轉變過程中伴隨著體積變化，Zr02由單斜向四方轉變時，體積會收縮5% ;由四方向單斜轉變時體積膨脹8%。這是一個可逆的相轉變過程。相變引起的體積效應往往引起純氧化鋯制品產(chǎn)生開裂。氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯(Mg-PSZ)陶瓷材料以其優(yōu)越的中、常溫力學性能、耐磨、耐腐蝕性而被廣泛應用，但其在高溫條件下重復使用時，氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的抗熱震性變差，導致材料剝落開裂。由于氧化鋁可與氧化鋯中的穩(wěn)定劑氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石，釘扎在晶界起到細化晶粒并改變材料的相含量分布的作用。因此，可以通過摻雜A1203來降低材料的熱膨脹系數(shù)，進而提高氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷材料的抗熱震性，增加其在高溫下的使用次數(shù)，提尚生廣效率，。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供的一種利用氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法，以解決氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷抗熱震性的問題。
[0004]為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為:
a.在每100分氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體中，加入4-16份的粘結劑、12-40份的去離子水和0.5-5份的分散劑；均勻攪拌配制成漿料；再加入將0.1-5份的納米氧化鋁；然后進行球磨，其中料與球的比例為1:(0.5-1.5)，最后機械混合10-30h，得到充分均勻混合的氧化鋁摻雜氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷漿料；所述粘結劑為阿拉伯樹膠；上述分散劑為檸檬酸、高分子分散劑丙烯酰胺或三乙醇胺；
b.將步驟a所得楽料倒入金zing注楽，注楽時間8_15min，0.5-1.5h后脫模，得到氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品素胚；置于遮陽處干燥1-3天，最后修坯；
c.將步驟b所得素坯進行燒結，終燒溫度為1550°C-1700°C，最終獲得所述氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點:本發(fā)明具有工藝設備簡單、成本低、適合規(guī)?；葍?yōu)點，所制備氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯產(chǎn)品，熱膨脹系數(shù)降低，改變相含量分布，明顯提高材料的抗熱震性，可在高溫環(huán)境中重復使用。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例1所制備的氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯的SEM圖。
[0007]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例2的熱膨脹曲線。
【具體實施方式】
[0008]下面結合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0009]實施例1
將商業(yè)氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體(Mg03.5%, Zr0296.5%)、去離子水、粘結劑及分散劑三乙醇胺按照100:28:13:1(質量比)的比例配置成漿料，將納米氧化鋁按比例加入至漿料中；其中，氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體與納米氧化鋁粉體質量比為100:2。將漿料倒入并向球磨罐中并加入氧化鋯球，漿料與氧化鋯球的比例為1:1.2，然后置于滾筒中混漿20h，充分混合漿料。將漿料倒入石膏模具中，注漿時間lOmin，lh后脫模，得到產(chǎn)品素胚；置于遮陽處干燥1天，最后修坯；將成型的干燥的素坯產(chǎn)品置于高溫爐中，在空氣氣氛中，終燒溫度為1620°C，且保溫4小時，即得到氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品。
[0010]圖1為所制備氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯的SEM圖，由圖1可見:氧化鋁與氧化鋯中的穩(wěn)定劑氧化鎂反應生成鎂鋁尖晶石釘扎在晶界，并起到細化晶粒的作用。
[0011]實施例2
將商業(yè)氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體(Mg03.5%, Zr0296.5%)、去離子水、粘結劑及分散劑檸檬酸按照100:30:14:5(質量比)的比例配置成漿料，將納米氧化鋁按比例加入至漿料中；其中，氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體與納米氧化鋁粉體質量比為100:1。將漿料倒入并向球磨罐中并加入氧化鋯球，漿料與氧化鋯球的比例為1:1，然后置于滾筒中混漿25h，充分混合漿料。將漿料倒入石膏模具中，注漿時間12min，1.5h后脫模，得到氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩禍素胚；置于遮陽處干燥2天，最后修坯；將成型的干燥坩禍素坯置于高溫爐中，在空氣氣氛中，終燒溫度為1650°C，且保溫4小時，即得到氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩禍產(chǎn)品。
[0012]圖2為氧化鋁摻雜氧化鎂穩(wěn)定氧化錯的熱膨脹曲線，通過摻雜氧化鋁，氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的熱膨脹系數(shù)降低。
【主權項】
1.一種氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為: a.在每100分氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體中，加入4-16份的粘結劑、12-40份的去離子水和0.5-5份的分散劑；均勻攪拌配制成漿料；再加入將0.1-5份的納米氧化鋁；然后進行球磨，其中料與球的比例為1:(0.5-1.5)，最后機械混合10-30h，得到充分均勻混合的氧化鋁摻雜氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷漿料；所述粘結劑為阿拉伯樹膠；上述分散劑為檸檬酸、高分子分散劑丙烯酰胺或三乙醇胺； b.將步驟a所得楽料倒入金zing注楽，注楽時間8_15min，0.5-1.5h后脫模，得到氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品素胚；置于遮陽處干燥1-3天，最后修坯； c.將步驟b所得素坯進行燒結，終燒溫度為1550°C-1700°C，最終獲得所述氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制備方法。其制備過程如下：在商業(yè)氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體（MgO3.5%,ZrO296.5%）中，按比例加入粘結劑、去離子水、分散劑，配成流動性好的漿料；其重量比例為100：（5-15）：（15-30）:(0.5-5)；將納米氧化鋁按比例加入至漿料中；其商業(yè)氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯粉體與納米氧化鋁粉體重量比例為100：（0.1-5）；在滾筒中混合10-30h，得漿料；將漿料倒入石膏模具成型；燒結溫度為1550℃-1700℃，獲得所述氧化鋁摻雜的氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷產(chǎn)品。本發(fā)明通過氧化鋁摻雜使商業(yè)氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷熱膨脹系數(shù)降低，改變相含量分布，明顯提高材料的抗熱震性。
【IPC分類】C04B35/48
【公開號】CN105272224
【申請?zhí)枴緾N201510681893
【發(fā)明人】郭曙強, 姜蘭, 卞玉洋, 張滿, 丁偉中
【申請人】上海大學
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月21日