一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料的制作方法

本发明涉及陶瓷材料领域，具体为一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料。

背景技术：

1、钛酸铝是al2o3-tio2系唯一稳定的化合物，具有熔点高、抗冲击性和抗热震性好的特点，是一种同时具备低膨胀性和高熔点的新型陶瓷材料。

2、现今钛酸铝陶瓷常用的成型方法主要有注浆成型、模压成型和等静压成型，这些成型方法或生产周期长、效率低，或坯体密度不均、易开裂，已难以满足人们的生产需要。凝胶注模成型是近三十年来新发展的一项新型陶瓷成型技术，凝胶注模成型技术在常温常压下就可以实现形状复杂坯体的制备，并且所得到的坯体密度均匀、机械强度高，目前也有采用凝胶注模成型制备钛酸铝陶瓷的报道，但所制备的钛酸铝陶瓷力学强度还难以满足使用需求。

技术实现思路

1、发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料。

2、所采用的技术方案如下：

3、一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：

4、钛酸铝70-90份、非金属碳化物5-10份、金属氧化物15-30份、n-羟甲基丙烯酰胺4-8份、八乙烯基-poss1-3份、羧甲基化壳聚糖交联微球3-6份、分散剂0.1-0.5份、自由基引发剂0.1-0.5份、溶剂200-300份。

5、进一步地，所述非金属碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化氮中的任意一种或多种组合。

6、进一步地，所述金属氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化锌、氧化铜、氧化钇、氧化铁、氧化镧、氧化铈中的任意一种或多种组合。

7、进一步地，所述金属氧化物为氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化铁、氧化铈的组合物；

8、所述氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化铁、氧化铈的重量比为1-5：1-5：0.1-1：0.1-1：5-15。

9、进一步地，所述羧甲基化壳聚糖交联微球的制备方法如下：

10、将羧甲基化壳聚糖加入到氢氧化钠水溶液中，搅拌使其充分溶胀，再加入液体石蜡，搅拌使其乳化，形成油包水溶液，然后在氮气保护下，滴加环氧氯丙烷，50-60℃水浴反应4-10h后离心，收集所得沉淀干燥即可。

11、进一步地，所述分散剂为聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的任意一种或多种组合。

12、进一步地，所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种或多种组合。

13、进一步地，所述溶剂为四氢呋喃、水组成的混合溶液；

14、所述混合溶液中四氢呋喃的体积分数≥50％。

15、上述钛酸铝陶瓷喷嘴材料的制备方法如下：

16、将钛酸铝、非金属碳化物、金属氧化物混合球磨后干燥，再与n-羟甲基丙烯酰胺、八乙烯基-poss、羧甲基化壳聚糖交联微球、分散剂、溶剂混合均匀得到浆料，再将自由基引发剂加入，充分搅拌混匀后真空除气，再注入模具中固化成型得到坯体，最后经干燥、脱脂、烧结即可。

17、进一步地，烧结温度为1450-1550℃，烧结时间为1-3h。

18、本发明的有益效果：

19、本发明提供了一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料，非金属碳化物可以通过钉扎作用，降低晶粒尺寸和微裂纹尺寸，阻碍异常晶粒生长和微裂纹扩展，提高提高烧结体致密度，改善力学强度，金属氧化物在烧结过程中形成液相，基体流动性增加，离子交换速度加快，有利于钛酸铝陶瓷烧结性能的改善，实现钛酸铝陶瓷的动力学稳定，在冷却过程中，液相能将周围晶粒粘结在一起从而提高陶瓷材料的强度，八乙烯基-poss作为交联剂可以与n-羟甲基丙烯酰胺聚合形成三维立体网络结构，使得陶瓷粉料原位固化成型形成坯体，在烧结时又能原位生成sio2，si4+不仅可以形成固溶体，还可以提高钛酸铝的稳定性，促进烧结，羧甲基化壳聚糖交联微球率先在坯体内部和表面形成三维网络骨架，该骨架的存在将缓解n-羟甲基丙烯酰胺分子与空气中氧气的接触程度，促进单体聚合，有效防止坯体在凝胶注模成型固化时因氧阻聚而导致的内外部结构差异，提高致密度和强度，本发明所制备的钛酸铝陶瓷喷嘴材料具有较高的密度和较低的热膨胀系数，而且抗弯强度高达65mpa以上。

技术特征：

1.一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，以重量份数计，由以下原料制备而成：

2.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述非金属碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化氮中的任意一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述金属氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化钙、氧化锆、氧化锌、氧化铜、氧化钇、氧化铁、氧化镧、氧化铈中的任意一种或多种组合。

4.如权利要求3所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述金属氧化物为氧化镁、氧化锆、氧化铜、氧化铁、氧化铈的组合物；

5.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述羧甲基化壳聚糖交联微球的制备方法如下：

6.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述分散剂为聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的任意一种或多种组合。

7.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述自由基引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过硫酸铵、过硫酸钠中的任意一种或多种组合。

8.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，所述溶剂为四氢呋喃、水组成的混合溶液；

9.如权利要求1所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，具体制备方法如下：

10.如权利要求9所述的钛酸铝陶瓷喷嘴材料，其特征在于，烧结温度为1450-1550℃，烧结时间为1-3h。

技术总结本发明涉及陶瓷材料领域，具体为一种钛酸铝陶瓷喷嘴材料，以重量份数计，由以下原料制备而成：钛酸铝70‑90份、非金属碳化物5‑10份、金属氧化物15‑30份、N‑羟甲基丙烯酰胺4‑8份、八乙烯基‑POSS 1‑3份、羧甲基化壳聚糖交联微球3‑6份、分散剂0.1‑0.5份、自由基引发剂0.1‑0.5份、溶剂200‑300份，本发明所制备的钛酸铝陶瓷喷嘴材料具有较高的密度和较低的热膨胀系数，而且抗弯强度高达65MPa以上。技术研发人员：蔡勇强,蔡珍智,潘文受保护的技术使用者：新化县永祥陶瓷有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11