CN104876538A - 一种具有稀土元素的陶瓷及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有稀土元素的陶瓷及其制备方法，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：焦宝石：12-14份、镁橄榄石：15-18份、氧化钙：1-3份、氧化钠：4-6份、二氧化钛：1-3份、紫砂泥：6-8份、红色粘土：35-38份、去离子水：30-40份、高岭土：12-14份、三乙醇胺：6-8份、稀土：5-7份、助剂：3-5份；稀土的组分按质量百分比为：镧：8-10%，铈：1-3%，镨：12-14%，钕：17-19%，钷：13-17%，钐：2-6%，铕：8-15%，镝：13-15%，余量为铒和不可避免的杂质。

Description

一种具有稀土元素的陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，涉及一种具有稀土元素的陶瓷及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料在航空航天、电子工业、仪表工业和刀具行业中均有广泛的应用，不仅仅是因为陶瓷具有耐高温、耐磨损和耐腐蚀，还因为陶瓷具有高硬度等特点，但是随着社会的发展，对陶瓷各方面的性能要求越来越严格，导致现有的陶瓷无法满足当前社会的需要，所以需要一种高性能的陶瓷来满足需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种具有稀土元素的陶瓷及其制备方法，不仅强度高，抗腐蚀能力和抗氧化能力极强，并且其表面的耐摩擦能力大大提高，降低其磨损，增加其使用寿命，并且还提供制备方法，方法简单，成本低，效果好。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：12-14份

镁橄榄石：15-18份

氧化钙：1-3份

氧化钠：4-6份

二氧化钛：1-3份

紫砂泥：6-8份

红色粘土：35-38份

去离子水：30-40份

高岭土：12-14份

三乙醇胺：6-8份

稀土：5-7份

助剂：3-5份

稀土的组分按质量百分比为：镧：8-10%，铈：1-3%，镨：12-14%，钕：17-19%，钷：13-17%，钐：2-6%，铕：8-15%，镝：13-15%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：7-9份，高岭土：3-5份，去离子水：10-15份，金刚石粉：2-4份，石墨粉：0.5-0.8份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌5-8分钟，然后加入去离子水搅拌反应15-20分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至860-880℃下煅烧2-3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

本发明还提供具有稀土元素的陶瓷的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：将焦宝石、镁橄榄石、氧化钙和氧化钠混合，然后放入球磨机中磨粉，过200目筛，再将助剂、稀土、紫砂泥和红色粘土送入球磨机中球磨20-23小时，水洗至PH值为7-8，过滤得到粉末；

步骤（2）：将过滤后得到的粉末，以氮气作为保护气体，在910-930℃下煅烧4-6小时，然后空冷至室温，取出粉末颗粒；

步骤（3）：将高岭土粉碎，将三乙醇胺、二氧化钛、高岭土粉末、去离子水和步骤（2）得到的粉末颗粒混合并搅拌，加热至45-48℃直至三乙醇胺和去离子水完全蒸发，粉碎，过70目筛，得到颗粒；

步骤（4）：将步骤（3）得到的颗粒与水按2:1.2的比例球磨12-14小时，然后造型，在氦气的氛围中，在755-760℃温度下煅烧3-5小时，再将温度提高至1250-1300℃，保温2-3小时，最后空冷至室温即可。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：12份

镁橄榄石：15份

氧化钙：1份

氧化钠：4份

二氧化钛：1份

紫砂泥：6份

红色粘土：35份

去离子水：30份

高岭土：12份

三乙醇胺：6份

稀土：5份

助剂：3份

稀土的组分按质量百分比为：镧：8%，铈：1%，镨：12%，钕：17%，钷：13%，钐：2%，铕：8%，镝：13%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：7份，高岭土：3份，去离子水：10份，金刚石粉：2份，石墨粉：0.5份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌5分钟，然后加入去离子水搅拌反应15分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至860℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

前述的具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：14份

镁橄榄石：18份

氧化钙：3份

氧化钠：6份

二氧化钛：3份

紫砂泥：8份

红色粘土：38份

去离子水：40份

高岭土：14份

三乙醇胺：8份

稀土：7份

助剂：5份

稀土的组分按质量百分比为：镧：10%，铈：3%，镨：14%，钕：19%，钷：17%，钐：6%，铕：15%，镝：15%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：9份，高岭土：5份，去离子水：15份，金刚石粉：4份，石墨粉：0.8份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌8分钟，然后加入去离子水搅拌反应20分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至880℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

前述的具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：13份

镁橄榄石：17份

氧化钙：2份

氧化钠：5份

二氧化钛：2份

紫砂泥：7份

红色粘土：36份

去离子水：35份

高岭土：13份

三乙醇胺：7份

稀土：6份

助剂：4份

稀土的组分按质量百分比为：镧：9%，铈：2%，镨：13%，钕：18%，钷：14%，钐：5%，铕：12%，镝：14%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：8份，高岭土：4份，去离子水：11份，金刚石粉：3份，石墨粉：0.7份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌7分钟，然后加入去离子水搅拌反应18分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至870℃下煅烧2.5个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

本发明的有益效果是：在陶瓷中加入稀土元素，有助于形成致密的晶粒，减小晶粒之间的间隙，增加其整体强度，并且能提高其抗腐蚀，耐摩擦等性能，并且助剂中含有锆英石、金刚石粉和石墨粉等，有助于增加陶瓷的强度和耐高温，提高其韧性，抗氧化性能，陶瓷表面光滑，清理简单，使用寿命长，脆性小，并且通过制备方法，能降低成本，节约加工时间，提高生产效益。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：12份

镁橄榄石：15份

氧化钙：1份

氧化钠：4份

二氧化钛：1份

紫砂泥：6份

红色粘土：35份

去离子水：30份

高岭土：12份

三乙醇胺：6份

稀土：5份

助剂：3份

稀土的组分按质量百分比为：镧：8%，铈：1%，镨：12%，钕：17%，钷：13%，钐：2%，铕：8%，镝：13%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：7份，高岭土：3份，去离子水：10份，金刚石粉：2份，石墨粉：0.5份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌5分钟，然后加入去离子水搅拌反应15分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至860℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

本实施例还提供具有稀土元素的陶瓷的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：将焦宝石、镁橄榄石、氧化钙和氧化钠混合，然后放入球磨机中磨粉，过200目筛，再将助剂、稀土、紫砂泥和红色粘土送入球磨机中球磨20小时，水洗至PH值为7，过滤得到粉末；

步骤（2）：将过滤后得到的粉末，以氮气作为保护气体，在910℃下煅烧4小时，然后空冷至室温，取出粉末颗粒；

步骤（3）：将高岭土粉碎，将三乙醇胺、二氧化钛、高岭土粉末、去离子水和步骤（2）得到的粉末颗粒混合并搅拌，加热至45℃直至三乙醇胺和去离子水完全蒸发，粉碎，过70目筛，得到颗粒；

步骤（4）：将步骤（3）得到的颗粒与水按2:1.2的比例球磨12小时，然后造型，在氦气的氛围中，在755℃温度下煅烧3小时，再将温度提高至1250℃，保温2小时，最后空冷至室温即可。

实施例2

本实施例提供的一种具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：14份

镁橄榄石：18份

氧化钙：3份

氧化钠：6份

二氧化钛：3份

紫砂泥：8份

红色粘土：38份

去离子水：40份

高岭土：14份

三乙醇胺：8份

稀土：7份

助剂：5份

稀土的组分按质量百分比为：镧：10%，铈：3%，镨：14%，钕：19%，钷：17%，钐：6%，铕：15%，镝：15%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：9份，高岭土：5份，去离子水：15份，金刚石粉：4份，石墨粉：0.8份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌8分钟，然后加入去离子水搅拌反应20分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至880℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

本实施例还提供具有稀土元素的陶瓷的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：将焦宝石、镁橄榄石、氧化钙和氧化钠混合，然后放入球磨机中磨粉，过200目筛，再将助剂、稀土、紫砂泥和红色粘土送入球磨机中球磨23小时，水洗至PH值为8，过滤得到粉末；

步骤（2）：将过滤后得到的粉末，以氮气作为保护气体，在930℃下煅烧6小时，然后空冷至室温，取出粉末颗粒；

步骤（3）：将高岭土粉碎，将三乙醇胺、二氧化钛、高岭土粉末、去离子水和步骤（2）得到的粉末颗粒混合并搅拌，加热至48℃直至三乙醇胺和去离子水完全蒸发，粉碎，过70目筛，得到颗粒；

步骤（4）：将步骤（3）得到的颗粒与水按2:1.2的比例球磨14小时，然后造型，在氦气的氛围中，在760℃温度下煅烧5小时，再将温度提高至1300℃，保温3小时，最后空冷至室温即可。

实施例3

本实施例提供的一种具有稀土元素的陶瓷，该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：13份

镁橄榄石：17份

氧化钙：2份

氧化钠：5份

二氧化钛：2份

紫砂泥：7份

红色粘土：36份

去离子水：35份

高岭土：13份

三乙醇胺：7份

稀土：6份

助剂：4份

稀土的组分按质量百分比为：镧：9%，铈：2%，镨：13%，钕：18%，钷：14%，钐：5%，铕：12%，镝：14%，余量为铒和不可避免的杂质；

助剂的组分按重量份数计为：锆英石：8份，高岭土：4份，去离子水：11份，金刚石粉：3份，石墨粉：0.7份；

助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌7分钟，然后加入去离子水搅拌反应18分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至870℃下煅烧2.5个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

本实施例还提供具有稀土元素的陶瓷的制备方法，具体制备方法如下：

步骤（1）：将焦宝石、镁橄榄石、氧化钙和氧化钠混合，然后放入球磨机中磨粉，过200目筛，再将助剂、稀土、紫砂泥和红色粘土送入球磨机中球磨22小时，水洗至PH值为7，过滤得到粉末；

步骤（2）：将过滤后得到的粉末，以氮气作为保护气体，在920℃下煅烧5小时，然后空冷至室温，取出粉末颗粒；

步骤（3）：将高岭土粉碎，将三乙醇胺、二氧化钛、高岭土粉末、去离子水和步骤（2）得到的粉末颗粒混合并搅拌，加热至47℃直至三乙醇胺和去离子水完全蒸发，粉碎，过70目筛，得到颗粒；

步骤（4）：将步骤（3）得到的颗粒与水按2:1.2的比例球磨13小时，然后造型，在氦气的氛围中，在758℃温度下煅烧4小时，再将温度提高至1280℃，保温2.8小时，最后空冷至室温即可。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有稀土元素的陶瓷，其特征在于：该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：12-14份

镁橄榄石：15-18份

氧化钙：1-3份

氧化钠：4-6份

二氧化钛：1-3份

紫砂泥：6-8份

红色粘土：35-38份

去离子水：30-40份

高岭土：12-14份

三乙醇胺：6-8份

稀土：5-7份

助剂：3-5份

所述稀土的组分按质量百分比为：镧：8-10%，铈：1-3%，镨：12-14%，钕：17-19%，钷：13-17%，钐：2-6%，铕：8-15%，镝：13-15%，余量为铒和不可避免的杂质；

所述助剂的组分按重量份数计为：锆英石：7-9份，高岭土：3-5份，去离子水：10-15份，金刚石粉：2-4份，石墨粉：0.5-0.8份；

所述助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌5-8分钟，然后加入去离子水搅拌反应15-20分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至860-880℃下煅烧2-3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

2.根据权利要求1所述的具有稀土元素的陶瓷，其特征在于：该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：12份

镁橄榄石：15份

氧化钙：1份

氧化钠：4份

二氧化钛：1份

紫砂泥：6份

红色粘土：35份

去离子水：30份

高岭土：12份

三乙醇胺：6份

稀土：5份

助剂：3份

所述稀土的组分按质量百分比为：镧：8%，铈：1%，镨：12%，钕：17%，钷：13%，钐：2%，铕：8%，镝：13%，余量为铒和不可避免的杂质；

所述助剂的组分按重量份数计为：锆英石：7份，高岭土：3份，去离子水：10份，金刚石粉：2份，石墨粉：0.5份；

所述助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌5分钟，然后加入去离子水搅拌反应15分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至860℃下煅烧2个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

3.根据权利要求1所述的具有稀土元素的陶瓷，其特征在于：该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：14份

镁橄榄石：18份

氧化钙：3份

氧化钠：6份

二氧化钛：3份

紫砂泥：8份

红色粘土：38份

去离子水：40份

高岭土：14份

三乙醇胺：8份

稀土：7份

助剂：5份

所述稀土的组分按质量百分比为：镧：10%，铈：3%，镨：14%，钕：19%，钷：17%，钐：6%，铕：15%，镝：15%，余量为铒和不可避免的杂质；

所述助剂的组分按重量份数计为：锆英石：9份，高岭土：5份，去离子水：15份，金刚石粉：4份，石墨粉：0.8份；

所述助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌8分钟，然后加入去离子水搅拌反应20分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至880℃下煅烧3个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

4.根据权利要求1所述的具有稀土元素的陶瓷，其特征在于：该具有稀土元素的陶瓷的组分按重量份数计为：

焦宝石：13份

镁橄榄石：17份

氧化钙：2份

氧化钠：5份

二氧化钛：2份

紫砂泥：7份

红色粘土：36份

去离子水：35份

高岭土：13份

三乙醇胺：7份

稀土：6份

助剂：4份

所述稀土的组分按质量百分比为：镧：9%，铈：2%，镨：13%，钕：18%，钷：14%，钐：5%，铕：12%，镝：14%，余量为铒和不可避免的杂质；

所述助剂的组分按重量份数计为：锆英石：8份，高岭土：4份，去离子水：11份，金刚石粉：3份，石墨粉：0.7份；

所述助剂的制备方法为：将锆英石和高岭土混合粉碎，过120目筛，得到粉末A，然后金刚石粉和石墨粉混合粉碎，过40目筛，得到粉末B，将粉末A与粉末B以1:3.2的比例搅拌混合，搅拌7分钟，然后加入去离子水搅拌反应18分钟，然后过滤，干燥，粉碎，过120目筛，在氦气保护下，加热至870℃下煅烧2.5个小时后，空冷至室温，然后粉碎，过70目筛，即可得到助剂。

5.一种具有稀土元素的陶瓷的制备方法，其特征在于，具体制备方法如下：

步骤（1）：将焦宝石、镁橄榄石、氧化钙和氧化钠混合，然后放入球磨机中磨粉，过200目筛，再将助剂、稀土、紫砂泥和红色粘土送入球磨机中球磨20-23小时，水洗至PH值为7-8，过滤得到粉末；

步骤（2）：将过滤后得到的粉末，以氮气作为保护气体，在910-930℃下煅烧4-6小时，然后空冷至室温，取出粉末颗粒；

步骤（3）：将高岭土粉碎，将三乙醇胺、二氧化钛、高岭土粉末、去离子水和步骤（2）得到的粉末颗粒混合并搅拌，加热至45-48℃直至三乙醇胺和去离子水完全蒸发，粉碎，过70目筛，得到颗粒；

步骤（4）：将步骤（3）得到的颗粒与水按2:1.2的比例球磨12-14小时，然后造型，在氦气的氛围中，在755-760℃温度下煅烧3-5小时，再将温度提高至1250-1300℃，保温2-3小时，最后空冷至室温即可。