[发明专利]一种高耐磨复相氧化铝陶瓷衬里及制备方法

说明书

技术领域

本发明属陶瓷材料领域，涉及一种高耐磨复相氧化铝陶瓷衬里及制备方法。

背景技术

应用在选煤行业的重介质旋流器的内衬材料，传统的金属基耐磨材料使用寿命太短，已不适应发展的需求，现在广泛使用了氧化铝陶瓷衬里。但是普通的氧化铝陶瓷衬里的脆性大、耐磨损性一般，使用寿命也有待提高。因此，需要在保持低成本的前提下，进一步提高Al₂O₃陶瓷衬里的韧性耐磨性。

本发明的主要目的是在原有纯度为95%的α-Al₂O₃陶瓷配方基础上掺杂SiC、BN，通过控制成型方法和烧结工艺来提高氧化铝陶瓷的韧性耐磨性，研制出耐磨性更加良好的复合陶瓷，应用在选煤行业的重介质旋流器内衬中。

发明内容

为了克服低成本的重介质旋流器中氧化铝陶瓷衬里耐磨性的不足，本发明提供一种高耐磨复相氧化铝陶瓷衬里及制备方法。

本发明的技术方案与技术特征为：

分别制备氧化铝-碳化硅基底粉体、氧化铝-碳化硅-氮化硼表层粉体，模具里先加入约二分之一体积的基底粉体，铺平，轻压，再加入剩下体积的表层粉体，干压成型。

采用常压烧结方法，并使用N₂保护，烧结温度在1450~1500℃。

本发明陶瓷衬里配料组成确定的技术思路为：

α-Al₂O₃是Al₂O₃陶瓷的主晶相，是作耐磨材料的首选。通过掺杂SiC、BN，可提高氧化铝陶瓷的耐磨性。

本发明以低成本的纯度为95%的α-Al₂O₃粉体为主要原料。首先取Al₂O₃粉体，另外掺杂质量分数约3%的SiC，制备基底粉体；再取Al₂O₃粉体，另外掺杂质量分数约3%的SiC及质量分数约1%的BN，制备表层粉体。基底粉体、表层粉体各大约50%，依次铺入模具，采用干压法成型，并在常压氮气气氛下烧结，提高了原低成本氧化铝陶瓷的耐磨性。

具体实施方式

（1）以磨细的纯度为95%的α-Al₂O₃粉体为主要原料，另外加入质量分数约3%的SiC进行配料，把配好的料放入球磨机进行球磨混料4小时，之后喷雾干燥造粒，过40目标准筛，得到基底粉体。

（2）以磨细的纯度为95%的α-Al₂O₃粉体为主要原料，另外加入质量分数约3%的SiC及质量分数约1%的BN进行配料，把配好的料放入球磨机进行球磨混料4小时，之后喷雾干燥造粒，过40目标准筛，得到表层粉体。

（3）采用干压成型法，首先模具里加入约二分之一体积的基底粉体，铺平，轻压，再加入剩下体积的表层粉体，成型压力约6MPa，保压时间约40s。

（4）烧结过程在高温气氛炉中进行，使用N₂保护，烧结温度为1450~1500℃。