本發(fā)明涉及陶瓷生產(chǎn)工藝，具體為基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，特種陶瓷制品因其獨特的物理和化學(xué)性質(zhì)，在航空航天、軍事、能源、化工等領(lǐng)域中扮演著至關(guān)重要的角色，然而，傳統(tǒng)的陶瓷制造工藝往往存在原料混合不均勻、成品率低、機械強度不足、高溫穩(wěn)定性差等問題，限制了特種陶瓷制品在極端環(huán)境下的應(yīng)用；

2、針對上述問題，當(dāng)前陶瓷制造業(yè)進行了諸多改進和嘗試，在原料處理方面，一些工藝雖然嘗試對碳化硅粉進行預(yù)處理以提高其活性，但效果并不顯著，且未能充分考慮原料間的協(xié)同效應(yīng)和混合均勻性，導(dǎo)致陶瓷制品強度和硬度差，為此，我們提出基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝。

2、以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，包括以下步驟：

3、步驟一、準備碳化硅粉、氮化硼粉和氧化釔粉，對碳化硅粉進行預(yù)活化處理，混合原料并加入有機溶劑進行球磨，在球磨過程中施加超聲波振蕩；

4、步驟二、球磨過程中，分段式加入高溫穩(wěn)定助劑，獲取陶瓷泥料；

5、步驟三、利用冷等靜壓成型技術(shù)將陶瓷泥料制備成陶瓷粗坯體，在冷等靜壓成型模具內(nèi)壁涂覆納米陶瓷脫模劑，將帶有坯體的模具放入真空干燥箱干燥；

6、步驟四、將干燥后的陶瓷坯體浸入堿性凝膠劑溶液中，添加有機鰲合劑，浸泡完成后晾干，獲取固化陶瓷坯體；

7、步驟五、混合耐高溫釉層原料，加入晶須狀增強劑，制備釉水；

8、步驟六、將釉水均勻噴涂于固化陶瓷坯體的內(nèi)外表面，烘干后進行高溫?zé)疲玫侥透邷靥胤N陶瓷制品。

9、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟一具體步驟如下，按重量份稱取100份碳化硅粉，20份氮化硼粉和3份氧化釔粉，利用電子加速器對碳化硅粉進行高能射線輻照，將上述三種原料在干燥氮氣保護的環(huán)境中攪拌混合30min，將攪拌后的原料置入行星式球磨機，加入150份無水乙醇，球磨90min，球磨過程中，每隔10min-15min開啟一次超聲波發(fā)生器施加超聲波振蕩，頻率為30khz-50khz，每次持續(xù)3min-5min。

10、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟二中，高溫穩(wěn)定助劑為5份鈦酸鋁粉和2份六偏磷酸鈉，分段式添加方式為，先加入總量60％的鈦酸鋁粉和40％的六偏磷酸鈉，在150r/min-200r/min下攪拌15min后，再加入剩余的鈦酸鋁粉和六偏磷酸鈉，攪拌速率調(diào)整為250r/min，攪拌40min，同時，在攪拌過程中引入磁場，磁場強度為0.5t-1.0t，磁場通過在行星式球磨機的球磨罐周圍安裝電磁線圈獲取。

11、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟三中，納米陶瓷脫模劑由二氧化硅與有機硅樹脂按照1:2的比例復(fù)合而成，在真空干燥箱中進行干燥，去除多余有機溶劑，直至坯體有機溶劑含量小于3％。

12、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟三中，在干燥過程中，采用梯度降溫模式，先以10℃/min的速率降至50℃，然后以5℃/min的速率降至20℃。

13、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟四中，堿性凝膠劑溶液的制備具體方式為，將稀土金屬鹽類堿性凝膠劑溶解在水中，添加氫氧化鈉調(diào)整溶液的ph值至9ph-9.5ph，將陶瓷坯體浸入該溶液中，并控制溫度為60℃-80℃，保溫時間為15min-20min，有機鰲合劑為0.1-0.5份的乙二胺四乙酸二鈉，浸泡完成后，取出陶瓷坯體，置于30℃的氮氣環(huán)境中晾干。

14、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟五中，耐高溫釉層原料按重量份計為，60份鋯英砂、30份氧化鋁粉和2份氧化鑭，原料混合的方式為，以600r/min的速度加入去離子水進行球磨，持續(xù)時間為40min，得到釉水。

15、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟五中，在球磨過程中，每隔10min加入一次1份碳化硅晶須，碳化硅晶須的總量不超過釉水質(zhì)量的2％，隨后在70℃條件下真空去泡15分鐘，直至釉水固含量達到60％-65％。

16、作為本發(fā)明的進一步方案：所述步驟六的具體步驟為，將步驟五所得釉水均勻噴涂于固化陶瓷坯體的內(nèi)外表面，置于80℃條件下烘干30min，隨后放入高溫氣氛爐中，在氮氣氣氛保護下進行1800℃條件下的高溫?zé)?，持續(xù)時間為60min-90min，在燒制過程中，分三個階段控制升溫速率，第一階段以20℃/min升溫至1000℃，第二階段以10℃/min升溫至1500℃，第三階段以5℃/min升溫至1800℃，并且在1500℃時進行10min的保溫處理。

17、采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

18、1.本發(fā)明通過預(yù)活化處理碳化硅粉并混合氮化硼粉和氧化釔粉，同時在球磨過程中施加超聲波振蕩，提高了原料的混合均勻性和活性，使得最終制得的陶瓷制品具有更高的強度和硬度，以及更優(yōu)異的耐磨性和抗腐蝕性，此外，通過分段式加入高溫穩(wěn)定助劑，進一步增強了陶瓷制品的高溫穩(wěn)定性，使其能夠在極端高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能；

19、2.本發(fā)明通過采用冷等靜壓成型技術(shù)，并涂覆由二氧化硅與有機硅樹脂復(fù)合而成的納米陶瓷脫模劑，避免了坯體在成型和干燥過程中的變形和開裂，提高了產(chǎn)品的成品率和質(zhì)量，同時，通過梯度降溫模式進行干燥，進一步確保了坯體的穩(wěn)定性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，為后續(xù)的高溫?zé)拼蛳铝藞詫嵉幕A(chǔ)；

20、3.本發(fā)明通過稀土金屬鹽類堿性凝膠劑與有機鰲合劑的協(xié)同使用，在處理陶瓷坯體時，能夠有效填充坯體內(nèi)部孔隙，增強坯體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時改善其表面活性，促進釉層與坯體的化學(xué)鍵合，提高了陶瓷制品的耐高溫、抗氧化和抗腐蝕性能，通過在釉水中添加碳化硅晶須，增強了陶瓷制品的機械強度。

技術(shù)特征：

1.基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟一具體步驟如下，按重量份稱取100份碳化硅粉，20份氮化硼粉和3份氧化釔粉，電子加速器對碳化硅粉進行高能射線輻照，將上述三種原料在干燥氮氣保護的環(huán)境中攪拌混合30min，將攪拌后的原料置入行星式球磨機，加入150份無水乙醇，球磨90min，球磨過程中，每隔10min-15min開啟一次超聲波發(fā)生器施加超聲波振蕩，頻率為30khz-50khz，每次持續(xù)3min-5min。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟二中，高溫穩(wěn)定助劑為5份鈦酸鋁粉和2份六偏磷酸鈉，分段式添加方式為，先加入總量60％的鈦酸鋁粉和40％的六偏磷酸鈉，在150r/min-200r/min下攪拌15min后，再加入剩余的鈦酸鋁粉和六偏磷酸鈉，攪拌速率調(diào)整為250r/min，攪拌40min，同時，在攪拌過程中引入磁場，磁場強度為0.5t-1.0t，磁場通過在行星式球磨機的球磨罐周圍安裝電磁線圈獲取。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟三中，納米陶瓷脫模劑由二氧化硅與有機硅樹脂按照1:2的比例復(fù)合而成，在真空干燥箱中進行干燥，去除多余有機溶劑，直至坯體有機溶劑含量小于3％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟三中，在干燥過程中，采用梯度降溫模式，先以℃/min的速率降至50℃，然后以5℃/min的速率降至20℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟四中，堿性凝膠劑溶液的制備具體方式為，將稀土金屬鹽類堿性凝膠劑溶解在水中，添加氫氧化鈉調(diào)整溶液的ph值至9ph-9.5ph，將陶瓷坯體浸入該溶液中，并控制溫度為60℃-80℃，保溫時間為15min-20min，有機鰲合劑為0.1-0.5份的乙二胺四乙酸二鈉，浸泡完成后，取出陶瓷坯體，置于30℃的氮氣環(huán)境中晾干。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟五中，耐高溫釉層原料按重量份計為，60份鋯英砂、30份氧化鋁粉和2份氧化鑭，原料混合的方式為，以600r/min的速度加入去離子水進行球磨，持續(xù)時間為40min，得到釉水。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟五中，在球磨過程中，每隔10min加入一次1份碳化硅晶須，碳化硅晶須的總量不超過釉水質(zhì)量的2％，隨后在70℃條件下真空去泡15分鐘，直至釉水固含量達到60％-65％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，其特征在于：所述步驟六的具體步驟為，將步驟五所得釉水均勻噴涂于固化陶瓷坯體的內(nèi)外表面，置于80℃條件下烘干30min，隨后放入高溫氣氛爐中，在氮氣氣氛保護下進行1800℃條件下的高溫?zé)?，持續(xù)時間為60min-90min，在燒制過程中，分三個階段控制升溫速率，第一階段以20℃/min升溫至1000℃，第二階段以10℃/min升溫至1500℃，第三階段以5℃/min升溫至1800℃，并且在1500℃時進行10min的保溫處理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于新型復(fù)合添加劑的特種陶瓷制品制造工藝，本發(fā)明涉及陶瓷生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，陶瓷制品制造工藝包括準備碳化硅粉、氮化硼粉和氧化釔粉，對碳化硅粉進行預(yù)活化處理，混合原料并加入有機溶劑進行球磨，在球磨過程中施加超聲波振蕩，本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過預(yù)活化處理碳化硅粉并混合氮化硼粉和氧化釔粉，同時在球磨過程中施加超聲波振蕩，提高了原料的混合均勻性和活性，使得最終制得的陶瓷制品具有更高的強度和硬度，以及更優(yōu)異的耐磨性和抗腐蝕性，此外，通過分段式加入高溫穩(wěn)定助劑，進一步增強了陶瓷制品的高溫穩(wěn)定性，使其能夠在極端高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：楊曉戰(zhàn),胡先海
受保護的技術(shù)使用者：安徽思睿辰新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15