[发明专利]一种通过轨道的凝胶注模直接滴定成型陶瓷微球的方法

说明书

一种通过轨道的凝胶注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，先加工具有多条半圆形轨道的轨道盘，在轨道盘与半圆形轨道相背一侧的表面粘贴加热带，并在半圆形轨道的表面喷涂疏水涂料，通过加热带将疏水涂料烘干；然后制备陶瓷浆料；最后进行滴定成型，将轨道盘倾斜放置，使轨道盘与水平方向之间具有10‑15°的夹角且半圆形轨道朝上，将滴定盘放置在轨道盘的顶端，使滴定盘的多个滴定针筒分别与多条半圆形轨道的顶端对齐，然后使加热带以120‑150℃对轨道盘进行加热，再将陶瓷浆料注入滴定盘，使陶瓷浆料液滴在半圆形轨道上向下滚动并被加热固化成陶瓷微球球坯。本发明具有工艺成本低、工序少、容易实现自动化生产的优点，制成的陶瓷微球的球形度高，内部结构均匀。

技术领域

本发明涉及陶瓷微球成型领域，尤其涉及一种通过轨道的凝胶注模直接滴定成型陶瓷微球的方法。

背景技术

陶瓷微球指直径在1mm以下，通常为0.1mm~1mm的球体结构或功能材料，常用的陶瓷微球种类包括，研磨介质类如ZrO2陶瓷微球，用于砂磨机研磨粉料；功能类如Gd2O2S、锂陶瓷、ZrN等陶瓷微球，分别用于G-M超低温制冷机中新型蓄冷材料以及核工业领域中的产氚包层功能材料和惰性基质材料。现有的陶瓷微球成型技术中，主要包括滚制法和常规滴定法。其中滚制法需要制核、加入粘结剂喷湿、滚制、自磨修正等多道工序，且受工艺影响，锅体不能继续增大，若提高产量就需要大量锅体和操作工人，而且一般情况下一个操作工只能操作一台滚锅，造成人工成本增加，同时滚制法制备的陶瓷微球球坯圆度不高，坯体均匀性较差，容易导致烧结后成品球磨耗增加、使用寿命降低。而常规滴定法是一种将陶瓷粉浆滴入固化液池中成型的方法，相对于滚制法，其在直径0.2mm规格以下产品中的优势明显，但由于在固化液中保持球状并在短时间内发生固化反应，当陶瓷液滴进入固化液瞬时，液滴容易形成拖尾，导致球形度不十分理想，容易出现椭球形产品，并且该方法固化后的微球表皮容易脱落，固化池占地面积较大，固化液内的杂质容易造成陶瓷微球污染，且不易实现自动化控制或自动化控制成本偏高，工序繁多且成本高。

发明内容

为解决现有的陶瓷微球成型技术中陶瓷微球均匀性不高、圆度不足、制作过程繁琐、生产效率低的问题，本发明提供了一种通过轨道的凝胶注模直接滴定成型陶瓷微球的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种通过轨道的凝胶注模直接滴定成型陶瓷微球的方法，包括以下步骤：

步骤一、加工轨道盘

选取一块长方形金属板，在金属板一侧的表面加工多条截面为半圆形的凹槽，半圆形轨道的长度方向与金属板的长边平行，多条半圆形轨道沿金属板的宽度方向均匀间隔排列，金属板的长度为15-20m，半圆形轨道的直径为4-5mm，相邻两条半圆形轨道的间距为5-6mm，得到具有多条半圆形轨道的轨道盘，对轨道盘的表面进行喷砂处理，在轨道盘与半圆形轨道相背一侧的表面粘贴加热带，并在半圆形轨道的表面喷涂疏水涂料，通过加热带将疏水涂料烘干；

步骤二、制备原料

称取平均粒径为0.08-0.12μm的ZrO₂粉粒，并按照质量百分比，称取占ZrO₂粉粒总质量比例为2-2.5%的丙烯酰胺、0.2-0.3%的N-N’亚甲基双丙烯酰胺、1-1.5%的聚羧酸铵、0.4-0.5%的过硫酸铵和0.15-0.2%的四甲基乙二胺；

将丙烯酰胺、N-N’亚甲基双丙烯酰胺、N-N’亚甲基双丙烯酰胺加入水中搅拌，得到固含量为70-80%的预混液；将ZrO₂粉粒和预混液加入球磨罐内进行球磨，球磨介质为ZrO₂球体，球磨时间6-10h，得到球磨浆料；将过硫酸铵和四甲基乙二胺加入球磨浆料并搅拌，得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料存放至储浆罐内，并进行抽真空除泡，备用；

步骤三、滴定成型