[发明专利]一种LaMgAl11O19-ZrO2-Al2O3复相耐磨陶瓷材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过添加LaMgAl₁₁O₁₉片状晶材料和ZrO₂制备LaMgAl₁₁O₁₉-ZrO₂-Al₂O₃复相耐磨陶瓷材料，属于特种陶瓷及高温复合材料技术领域。

背景技术

磨损是材料破坏的主要形式之一，在现代工业生产中，严重影响工业仪器及器件的使用寿命和使用性能。磨损介质主要分为气液固三相，在生产中，磨损介质以多相存在，主要是气液两相共存和气固两相共存的冲蚀磨损和气液固三相共存的磨粒磨损。冲蚀磨损和磨粒磨损是磨损的主要破坏形式。广泛存在于工业生产中，例如：石油化工厂烟气发电设备中，高温烟气夹带的破碎催化剂粉粒对回收过热气流能量的涡轮机叶片和相关过流件等会造成严重的冲蚀磨损；磨料对煤矿机械中的刮板输送机溜槽造成磨粒磨损；水流带动沙粒对水力发电机叶轮及齿轮等零件的磨损等。此类磨损对机械零件造成严重破坏，使材料性能降低，寿命降低，需要经常进行短期维护，给企业造成严重的经济损失，同时影响人民的正常生活。

磨损在工业生产中受关注以来，以Ni-Gr为基的高温合金中添加W、Co、Mo等元素为主的合金材料，主要用来作为耐磨材料来解决工业中磨损破坏，由于合金材料的生产成本较高，陶瓷材料以其优异的性能以及较低的生产成本，逐渐代替了合金材料，作为新一代的耐磨材料出现在工业仪器及零件中。

目前研究最多的耐磨材料主要是Al₂O₃基复相陶瓷材料和ZrO₂基复相陶瓷材料，Al₂O₃基和ZrO₂基复相陶瓷材料在力学性能上有一定的提高，可以作为一般耐磨材料来应用，但对于耐磨性能要求较高的仪器及器件，Al₂O₃基和ZrO₂基复相陶瓷材料不能满足要求。因此，本研究在Al₂O₃基和ZrO₂基复相陶瓷材料基础上，利用复合陶瓷的工艺原理和合成思想，加入了LaMgAl₁₁O₁₉片状晶材料，制得LaMgAl₁₁O₁₉-ZrO₂-Al₂O₃复相耐磨陶瓷材料，获得较大的断裂韧性和抗折强度，以代替一些耐磨损器件，作为一种新型耐磨损材料。

发明内容

本发明的主要目的是针对现代耐磨损材料成本高，耐磨损性能较差等缺点以及Al₂O₃基和ZrO₂基复相陶瓷材料磨损性能差、强度低、韧性差等问题，提出一种LaMgAl₁₁O₁₉-ZrO₂-Al₂O₃复相耐磨陶瓷材料。本发明以自制的ZrO₂和LaMgAl₁₁O₁₉为原料。通过控制ZrO2和LaMgAl11O19的添加量，使其均匀的分布在Al₂O₃基体中，并通过控制适当的烧结温度使材料获得较高的断裂韧性，进一步提高材料的耐磨损性能。