[发明专利]稀土掺杂的Al2O3/ZrO2复合材料及陶瓷缸套的制备方法

权利要求书

1.一种稀土掺杂的Al₂0₃/ZrO₂复合材料，其特征是：所述复合材料由下述重量百分比的原料组成：α-Al₂O₃ 30%～50%、ZrO₂ 40%～60%、MgO 0.3%～1.2%、Y₂O₃ 2%～6%、CeO₂ 0.5%～2.5%、La₂O₃ 0.5%～3.5%，上述原料总重为100%，外加上述原料总重0.03%～0.12 %的粘结剂、0.1%～0.6%的分散剂。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：其中的原料粒度要求为：α-Al₂O₃ 1.2～1.8um、Y₂O₃ 0.8～1.5 um、CeO₂ 0.5～1.5um、La₂O₃ 0.5～1.5um、ZrO₂ 0.8～1.6 um。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素中的一种或多种；所述分散剂为偏硅酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸纳、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种。

4.一种陶瓷缸套的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）根据权利要求1的原料组成称量各种原料，先将α-Al₂O₃、ZrO₂微粉投入搅拌磨，加水球磨，加入料、球和水的重量比为1:2.5:0.8，当料浆细度D₅₀达到3.0～3.5微米时，向球磨机中加入除粘结剂外的其余原料，继续球磨；当料浆细度D₅₀达到1.5～2.0微米时，加入粘结剂，再球磨5～10min出磨，喷雾造粒，得到粒度为40～150目的造粒粉，造粒粉的含水率控制在1.2%（质量）以下；

（2）冷等静压成型  将造粒粉装入冷等静压成型模套，压制成陶瓷缸套毛坯；成型压力为180～200MPa，在此压力下保压2-4 min；

（3）坯体车制 采用真空橡皮膨胀夹具车制毛坯，车床转速200～360r/min；

（4）烧成 将车制后的毛坯采用座烧方法装窑，烧成温度为1590～1640℃，在此温度下保温4～4.5h烧成，出窑。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述等静压成型时的压力曲线为：压力由表压0 MPa逐渐升压至180-200MPa，历时7min，保压2-5min；由180-200MPa逐渐减压至100MPa，历时1min，保压2-4min；由100 MPa逐渐减压至60MPa，历时0.5min，保压1-3min；由60MPa逐渐减压至0MPa，历时1-3min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述座烧是在棚板上铺一层20目的白刚玉砂，放上垫片并校平；垫片上再铺一层40目的白刚玉砂，然后将毛坯放在垫片上，装窑。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述棚板材质为SiC，棚板厚度为20～25mm，棚板耐火度≥1800℃。

8.根据权利要求6所述的的制备方法，其特征在于：其中的原料粒度要求为：α-Al₂O₃ 1.2～1.8um、Y₂O₃ 0.8～1.5 um、CeO₂ 0.5～1.5um、La₂O₃ 0.5～1.5um、ZrO₂ 0.8～1.6 um。

9.根据权利要求6所述的的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素中的一种或多种；所述分散剂为偏硅酸钠、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸纳、六偏磷酸钠、焦磷酸钠中的一种。

10.根据权利要求4-9任一项所述的制备方法，其特征在于：其中烧成温度要求为：毛坯由室温经9h升温至600～650℃，保温1.0～1.5h；经4.0～5.0h升温至900～960℃，保温1.0～1.5h；经4.0～5.0h升温至1200～1220℃，保温1.0～1.5h；经3.0～3.5h升温至1350～1400℃，保温1.5～2h；再经6.0～8.0h升温至1590～1640℃，保温4.0～4.5h；然后由1590～1640℃经6.0～7.5h降温至1200～1250℃，保温1.0～1.5h；再经5.0～6.5h降温至900～950℃，最后自然冷却至200℃。