[发明专利]一种纳米陶瓷结合剂及其应用

说明书

本发明提供了一种纳米陶瓷结合剂，属于纳米复合材料技术领域。该纳米陶瓷结合剂由以下质量分数的原料制备而成：CaO 3～8％，R₂O 8～20％，Al₂O₃15～20％，SiO₂45～60％，B₂O₃15～25％，其中CaO、Al₂O₃、SiO₂和B₂O₃中的至少一种由常规颗粒和纳米级粉末混合而成，其中R₂O代表Na₂O和/或K₂O。本发明在传统陶瓷结合剂原料的基础上，通过调整至少一种原料内常规颗粒和纳米级粉末的比例，控制纳米级粉末重量占比为0.2～8％，不仅大大降低了结合剂的烧结温度，节省了能源，还显著提高了陶瓷结合剂的强度。

技术领域

本发明属于纳米复合材料技术领域，特别是涉及一种纳米陶瓷结合剂及其制备方法。

背景技术

高速、高效和高精是现代磨削加工的基本要求。陶瓷结合剂超硬磨具是用陶瓷结合剂(玻璃相)作为桥相将超硬磨料结合起来的一类磨具，它结合了超硬磨料与陶瓷的优点，具有硬度高、耐热性好、形状保持性好、气孔率大、易排屑、不易烧伤工件、容易修整、磨削过程中自锐性好,使用寿命长等一系列优点，近些年来日益成为现代磨削加工所需磨具产品研究开发的热点。其中，开发高性能的陶瓷结合剂是重点。

现有陶瓷结合剂除了普遍存在强度较低、烧结温度较高和自身脆性等不足外，还存在着制备方法麻烦、配方优化手段不够科学，根据具体磨料和磨削对象进行性能调整的规律不够明晰等突出问题。

发明内容

本发明在传统陶瓷结合剂的基础上通过不改变配方的物质组成，通过调整至少一种原料内常规颗粒和纳米级粉末的比例，从而实现高性能纳米陶瓷结合剂的可控制备。

具体的，本发明提供的纳米陶瓷结合剂，由以下质量分数的原料制备而成：

CaO 3～8％，R₂O 8～20％，Al₂O₃15～20％，SiO₂45～60％，B₂O₃15～25％，其中CaO、Al₂O₃、SiO₂和B₂O₃中的至少一种由常规颗粒和纳米级粉末混合而成，且每种原料中纳米级粉末的质量占比为0.2～8％，其中R₂O代表Na₂O和/或K₂O。

优选地，CaO、Al₂O₃、SiO₂和B₂O₃均由常规颗粒和纳米级粉末混合而成。

优选地，由以下质量分数的原料制备而成：

CaO 6％，Na₂O 6％，K₂O 7％，Al₂O₃16％，SiO₂48％，B₂O₃17％。

更优选地，所述纳米级粉末为纳米颗粒、纳米线、纳米棒、纳米带中的任意一种。

更优选地，所述纳米颗粒的粒径为15～100nm。

优选地，本发明提供的纳米陶瓷结合剂，在普通陶瓷磨具制备中的应用。

优选地，本发明提供的纳米陶瓷结合剂，在超硬磨具制备中的应用。

本发明的技术方案具有如下有益效果：