CN102167513A - 一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，它按以下重量百分比配比制作，P2O5：15-30％、SiO2：20-35％、B2O3：8-15％、Al2O3：5-12％、TiO2：1-4％、ZrO2：1-5％、CoO：0-1％、NiO：0-2％、Na2O：5-10％、K2O：2-6％、ZnO：0-4％、CaO：2-6％、MgO：1-5％。制备工艺步骤为：配料及高温熔制、搪瓷干粉或釉浆制备、涂搪与烧成。按本发明方法制得的磷硅酸盐搪瓷，有效提高了搪瓷的耐磨损和抗冲击能力，为搪瓷作为耐磨结构和建筑装饰材料等工业应用开发出了性能更优异的搪瓷。
Description
技术领域
本发明涉及一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术。
背景技术
搪瓷作为优良的耐磨和耐腐蚀材料正日益被工业和建筑装饰等领域所青睐，用搪瓷作为耐磨结构件和地铁内部及建筑物外表的装饰材料已获得越来越广泛的应用。因此，工业用搪瓷的耐磨损和抗外力冲击的能力是其获得更广泛应用的关键。
近年来，在提高搪瓷制品的耐磨损和抗冲击性能方面，主要是两种方法，一是加入一些高硬度的材料，如氧化铝、氧化锆等，以硬质点颗粒分散于搪瓷釉中，通过颗粒强化达到提高耐磨和抗冲击性能的目的；二是通过调节搪瓷釉的组成，采用微晶化的工艺技术，使搪瓷中形成大量均匀分布的微晶来提高其耐磨和抗冲击性能。但基本没有通过改变搪瓷釉中的玻璃网络组成来提高搪瓷的韧性，达到提高其耐磨损和抗冲击能力的报导。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有工业搪瓷技术的不足，发明一种新型的磷硅酸盐搪瓷制备技术，通过改变搪瓷釉层中的玻璃网络组成，改善搪瓷的韧性，从而有效提高搪瓷的耐磨损和抗冲击能力，为耐磨结构件和建筑装饰材料等工业应用开发出性能更优异的搪瓷。
本发明的技术解决方案为，一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，它按以下重量百分比配比制作，P2O5：15-30％、SiO2：20-35％、B2O3：8-15％、Al2O3：5-12％、TiO2：1-4％、ZrO2：1-5％、CoO：0-1％、NiO：0-2％、Na2O：5-10％、K2O：2-6％、ZnO：0-4％、CaO：2-6％、MgO：1-5％。
其制备工艺步骤为：
(1)配料及高温熔制：将上述各种原料粉末按配比准确称量，混合均匀后送入高温炉中，在1350～1500℃熔融，获得组成均匀的搪瓷熔体，取出后快速冷却，得到均质搪瓷熔块。
(2)搪瓷干粉或釉浆制备：将上述均质搪瓷熔块与通常的磨加物按一定配比混合，在球磨机或其他快速研磨设备中进行干法或湿法(加一定量的水)研磨，得到符合细度要求的搪瓷预磨干粉或釉浆。
(3)涂搪与烧成：将上述釉浆或搪瓷预磨干粉(加水搅拌调成釉浆)用喷涂或浸涂等常规的涂搪方法均匀涂覆在经过处理干净的金属工件表面，烘干后在800～860℃温度下烧成。
本发明针对工业搪瓷耐磨损和抗冲击的应用需求，通过科学合理的组成设计，特别是在配方中引入较多磷酸盐，使组成搪瓷釉基体的玻璃网络由通常的SiO2-B2O3二元体系改变为P2O5-SiO2-B2O3三元体系。由于P2O5的引入，使该搪瓷釉的网络结构更为牢固，耐磨性和抗冲击韧性显著提高，因而表现出更优异的耐磨损和抗冲击能力。
用本发明技术制备的磷硅酸盐搪瓷，在与45#钢的对磨实验中，其磨损量(重量)仅为对偶件的8-14％，耐磨性比同条件下的普通搪瓷提高了1倍以上。用φ50mm的钢球垂直掉落法测试抗冲击性能，在1.5m高度自然垂直落球冲击下，尽管搪瓷板已出现深度达10mm的弧形凹坑，但搪瓷层未见开裂和脱落，而普通搪瓷则出现丝状裂纹并部分脱落。因此，用该技术制备的磷硅酸盐搪瓷，其耐磨性和抗冲击能力有显著提高，具有很好的推广应用前景。
具体实施方式
实施例1，一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，它按以下重量百分比配比制作，P2O5：22％、SiO2：32％、B2O3：12％、Al2O3：5％、TiO2：2％、ZrO2：2％、Na2O：8％、K2O：4％、ZnO：4％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：3％、MgO：3％。
具体的制作方法是：
(1)配料及高温熔制：将上述各种原料粉末按配比准确称量，混合均匀后送入高温炉中，在1350～1500℃熔融，获得组成均匀的搪瓷熔体，取出后快速冷却，得到均质搪瓷熔块。
(2)搪瓷干粉或釉浆制备：将上述均质搪瓷熔块与通常的磨加物按一定配比混合，在球磨机或其他快速研磨设备中进行干法或湿法(加一定量的水)研磨，得到符合细度要求的搪瓷预磨干粉或釉浆。
(3)涂搪与烧成：将上述釉浆或搪瓷预磨干粉(加水搅拌调成釉浆)用喷涂或浸涂等常规的涂搪方法均匀涂覆在经过处理干净的金属工件表面，烘干后在800～860℃温度下烧成。
实施例2，一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，它按以下重量百分比配比制作，P2O5：18％、SiO2：30％、B2O3：15％、Al2O3：9％、TiO2：2％、ZrO2：3％、Na2O：6％、K2O：6％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：5％、MgO：3％。
具体的制作方法同实施例1。
实施例3，一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，它按以下重量百分比配比制作，P2O5：28％、SiO2：24％、B2O3：8％、Al2O3：12％、TiO2：4％、ZrO2：2％、Na2O：7％、K2O：2％、ZnO：2％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：6％、MgO：2％。
具体的制作方法同实施例1。
在以上实施例中：P2O5以磷酸铝、焦磷酸钠或磷酸三钙引入，SiO2以石英砂引入，B2O3以硼酸或硼砂引入，ZrO2以硅酸锆引入，Na2O和K2O分别以碳酸钠和碳酸钾引入，CaO和MgO以方解石或白云石引入；其它成分均以工业氧化物引入。
经以上成分配比及工艺步骤生产的磷硅酸盐搪瓷，完全达到了发明目的，有效提高了搪瓷的耐磨损和抗冲击能力，为搪瓷作为耐磨结构和建筑装饰材料等工业应用开发出了性能更优异的搪瓷。
Claims (4)
1.一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，其特征是按以下重量百分比配比制作，P2O5：15-30％、SiO2：20-35％、B2O3：8-15％、Al2O3：5-12％、TiO2：1-4％、ZrO2：1-5％、CoO：0-1％、NiO：0-2％、Na2O：5-10％、K2O：2-6％、ZnO：0-4％、CaO：2-6％、MgO：1-5％；
其制备工艺步骤为：
(1)配料及高温熔制：将上述各种原料粉末按配比准确称量，混合均匀后送入高温炉中，在1350～1500℃熔融，获得组成均匀的搪瓷熔体，取出后快速冷却，得到均质搪瓷熔块；
(2)搪瓷干粉或釉浆制备：将上述均质搪瓷熔块与通常的磨加物按一定配比混合，在球磨机或其他快速研磨设备中进行干法或湿法(加一定量的水)研磨，得到符合细度要求的搪瓷预磨干粉或釉浆；
(3)涂搪与烧成：将上述釉浆或搪瓷预磨干粉(加水搅拌调成釉浆)用喷涂或浸涂等常规的涂搪方法均匀涂覆在经过处理干净的金属工件表面，烘干后在800～860℃温度下烧成。
2.根据权利要求1所述的磷硅酸盐搪瓷的制备技术，其特征是所述重量百分比配比为，P2O5：22％、SiO2：32％、B2O3：12％、Al2O3：5％、TiO2：2％、ZrO2：2％、Na2O：8％、K2O：4％、ZnO：4％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：3％、MgO：3％。
3.根据权利要求1所述的磷硅酸盐搪瓷的制备技术，其特征是所述重量百分比配比为，P2O5：18％、SiO2：30％、B2O3：15％、Al2O3：9％、TiO2：2％、ZrO2：3％、Na2O：6％、K2O：6％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：5％、MgO：3％。
4.根据权利要求1所述的磷硅酸盐搪瓷的制备技术，其特征是所述重量百分比配比为，P2O5：28％、SiO2：24％、B2O3：8％、Al2O3：12％、TiO2：4％、ZrO2：2％、Na2O：7％、K2O：2％、ZnO：2％、CoO：1％、NiO：2％、CaO：6％、MgO：2％。
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