CN205205030U - 一种氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，该成型装置的每一条浆料输送管道(2)两端分别与氧化物浆料储存装置(1)和一条油性介质输送管道(4)相连通，油性介质输送管道(4)两端与两个油性介质储存装置(3)相连通，浆料输送管道(2)和油性介质输送管道(4)中都设有液流泵(5)，每一条浆料输送管道与油性介质输送管道连接的一端设有浆料细化装置，浆料细化装置的尖端***所述油性介质输送管道(4)中。本实用新型利用流动介质剪切力使浆料直接分散在表面张力作用下成球并随介质流动，因此对浆料有非常高的利用率和成球效率，并且在微珠生坯在未固化前不会发生团聚，保持原有尺寸，微珠圆度好。

Description

一种氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置

技术领域

本实用新型涉及一种成型装置，特别是涉及一种基于凝胶注模工艺的制备氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，属于高性能陶瓷制备装置技术领域。

背景技术

氧化物陶瓷，如氧化锆、氧化铝等，属于高性能陶瓷，具有良好的力学性能，硬度高，耐磨损，且化学性质稳定，因而被广泛应用于工业生产中。其中氧化锆陶瓷微珠被公认为是研磨工艺中最好的研磨介质之一。在超细研磨工艺中，氧化锆微珠的直径决定了被研磨颗粒的极限尺寸，并且作为研磨介质的氧化锆微珠常常是具有一定的颗粒级配的。因此如何制备出球形度好，球径连续可控，可连续大量生产的氧化锆陶瓷微珠显得尤为重要。

目前已经发展的陶瓷微珠成型方法有滚动法，机械压制法，溶胶凝胶法，凝胶注模成型等。不同方法各有优缺点，其中凝胶注模成型的优点是制备的微珠生坯强度高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种设计简单、易操作的基于凝胶注模工艺的制备氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，实现氧化物陶瓷微珠的连续、大量生产，且微珠固含量高、球形度好，球径连续可控。

本实用新型采用凝胶注模成型，设计简单、易操作；该装置可实现一种基于凝胶注模成型方法的氧化物陶瓷微珠生坯制备的新工艺；可实现氧化物陶瓷微珠的连续、大量生产，且固含量高、球形度好，球径连续可控。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，包括氧化物浆料储存装置、浆料输送管道、油性介质储存装置、油性介质输送管道、液流泵、陶瓷微珠生坯收集装置以及浆料细化装置；每一条浆料输送管道两端分别与所述氧化物浆料储存装置和一条油性介质输送管道相连通，所述油性介质输送管道两端与两个油性介质储存装置相连通，所述浆料输送管道和油性介质输送管道中都设有液流泵，油性介质储存装置内部设置陶瓷生坯收集装置；每一条浆料输送管道与油性介质输送管道连接的一端设有浆料细化装置，浆料细化装置的尖端***所述油性介质输送管道中。

为进一步实现本实用新型的目的，优选地，所述的氧化物浆料储存装置中设有机械搅拌部件。

优选地，所述的液流泵为恒流泵或蠕动泵。

优选地，所述的浆料输送管道与所述的油性介质输送管道选用直径为1‐4mm的耐热高分子透明细软管。

优选地，所述浆料细化装置为注射器，注射器的内径为0.4‐0.8mm。

优选地，所述陶瓷微珠生坯收集装置为底部和侧面设有微孔的容器，微孔的直径小于氧化物陶瓷微珠生坯的直径且允许油性介质通过，陶瓷微珠生坯收集装置自由放置在油性介质储存装置内。

优选地，所述油性介质输送管道数量大于等于2。

优选地，所述浆料输送管道数量大于等于2。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1)本实用新型利用流动介质剪切力使浆料直接分散在表面张力作用下成球并随介质流动，因此对浆料有非常高的利用率和成球效率，并且在微珠生坯在未固化前不会发生团聚，保持原有尺寸，微珠圆度好。

2)本实用新型能通过流量控制使生产的陶瓷微珠具有一定的级配，符合实际应用情况；通过管道并联，可以实现陶瓷微珠的连续化大量生产。

3)本实用新型装置结构简单，成本低，易实现。

附图说明

图1为氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置的结构示意图。

图2为图1中浆料细化装置与油性介质输送管道连接放大示意图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明；但本实用新型的实施方式不限如此。

如图1和2所示，氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，包括氧化物浆料储存装置1、浆料输送管道2、油性介质储存装置3、油性介质输送管道4、液流泵5、生坯收集装置6和浆料细化装置7；浆料输送管道2两端分别与氧化物浆料储存装置1和油性介质输送管道4相连通，油性介质输送管道4两端与两个油性介质储存装置3相连通，浆料输送管道2和油性介质输送管道4中设有液流泵5，油性介质储存装置3内部设置陶瓷生坯收集装置6；氧化物浆料储存装置1中设有机械搅拌部件8；浆料输送管道2与油性介质输送管道4连接的一端设有浆料细化装置7，浆料细化装置7尖端***所述油性介质输送管道4中。

液流泵5可选用恒流泵或蠕动泵。液流泵5为可以改变液相流速和流动方向的装置。

浆料输送管道2与油性介质输送管道4可选用直径为1‐4mm的耐热高分子透明细软管；油性介质输送管道4数量大于等于2。

浆料细化装置7为注射器，内径为0.4‐0.8mm。

陶瓷微珠生坯收集装置6为底部和侧面带有微孔的容器，微孔的直径小于氧化物陶瓷微珠生坯的直径且允许油性介质通过，陶瓷微珠生坯收集装置6自由放置在油性介质储存装置3内。

氧化物浆料储存装置1中的氧化物浆料为配置好的粘度符合要求的水性浆料，由液流泵5提供驱动力，经浆料输送管道2、浆料细化装置7注入油性介质输送管道4，受油性介质输送管道4中流动的油性介质的剪切力形成断续的微细浆料，并在随油性介质流动的过程中由于水性浆料和油性介质之间的表面张力而修复成球，而后排入处于水浴加热环境的含有催化剂的油性介质储存装置3中，沉入生坯收集装置6中，在下落过程中受温度激发和催化剂的作用而硬化。当生坯收集装置6收集的微珠生坯达到一定数量后，可直接通过液流泵5改变油性介质输送管道4中油性介质的流动方向，使得形成的微珠流向另一边对称设置的生坯收集装置6中，如此反复从而实现微珠的连续化生产。也可以设置浆料输送管道2和油性介质输送管道4为偶数条，半数的油性介质输送管道中介质流动方向与另一半的方向相反，从而实现对称设置的生坯收集装置6同时收集。在生产过程中，可通过连续调整浆料输送管道2和油性介质输送管道4的液相流速来调整微珠的直径大小。装置中油性介质输送管道4和浆料输送管道2可设置多条，从而实现微珠的大量生产。

实施例1

将75wt％的氧化锆粉体、水、高分子预混液包括0.5wt％的分散剂柠檬酸按，0.2wt％的有机硅消泡剂，2wt％的单体丙烯酸铵，1.5wt％的交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺，4wt％的过硫酸铵引发剂制成混合球磨制成氧化锆浆料后，在氧化物浆料储存装置1中搅拌的同时由设置在浆料输送管道2的液流泵5(恒流泵)驱动流向浆料细化装置7，恒流泵转速设置为6rpm，设置在油性介质输送管道4的恒流泵转速设置为40rpm，从浆料细化装置7流出的浆料受到较快速度流动的油性介质的剪切力作用而分散成细小的液滴，在随油性介质流动的过程中由于表面张力作用而形成微球，流入放置在油性介质储存装置3的陶瓷生坯收集装置6中，油性介质由体积比为1：100的N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和液体石蜡混合而成，油性介质处于40℃水浴加热环境下。微球在流动和下沉的过程中受到温度激发在催化剂N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺的作用下发生单体丙烯酸铵聚合反应而以较快速度硬化，由陶瓷生坯收集装置6收集。当一边收集到一定量时，暂停设置在浆料输送管道2的恒流泵运转，更改设置在油性介质输送管道4的恒流泵的转动方向，再恢复设置在浆料输送管道2的恒流泵的运转，使得微珠流向另一边陶瓷生坯收集装置6，实现连续化生产。用此装置制备的生坯固含量高，工艺稳定可靠，浆料利用率很高。生坯干燥完在1400℃保温2h烧成后，在体视显微镜下观察，微珠直径在0.2mm左右，且大小均一，圆度好。

实施例2

将73wt％的氧化铝粉体、水、高分子预混液包括0.5wt％的分散剂柠檬酸按，0.2wt％的有机硅消泡剂，2wt％的单体丙烯酸铵，1.5wt％的交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺，3.5wt％的过硫酸铵引发剂制成混合球磨制成氧化铝浆料后，在氧化物浆料储存装置1中搅拌的同时由设置在浆料输送管道2的液流泵5(恒流泵)驱动流向浆料细化装置7，恒流泵转速设置为8rpm，设置在油性介质输送管道4的恒流泵转速设置为40rpm，浆料输送管道2和油性介质输送管道4设置为2条，均由恒流泵驱动，使得两条油性介质输送管道4中液体流动方向相反。从浆料细化装置7流出的浆料受到较快速度流动的油性介质的剪切力作用而分散成细小的液滴，在随油性介质流动的过程中由于表面张力作用而形成微球，流入放置在油性介质储存装置3的陶瓷生坯收集装置6中，油性介质由体积比为1：150的N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和液体石蜡混合而成，油性介质处于42℃水浴加热环境下。微球在流动和下沉的过程中受到温度激发在催化剂N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺的作用下发生单体丙烯酸铵聚合反应而以较快速度硬化，由对称设置的陶瓷生坯收集装置6同时收集。生坯干燥完在1450℃保温2h烧成后，在体视显微镜下观察，微珠直径在0.16mm左右，且大小均一，圆度好。

实施例3

将70wt％的氧化锆粉体、水、高分子预混液包括0.5wt％的分散剂柠檬酸按，0.2wt％的有机硅消泡剂，2wt％的单体丙烯酸铵，1.5wt％的交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺，3.5wt％的过硫酸铵引发剂制成混合球磨制成氧化铝浆料后，在氧化物浆料储存装置1中搅拌的同时由设置在浆料输送管道2的液流泵5(蠕动泵)驱动流向浆料细化装置7，蠕动泵转速设置为9rpm，从15rpm到50rpm每隔10min增加设置在油性介质输送管道4的蠕动泵的转速。从浆料细化装置7流出的浆料受到较快速度流动的油性介质的剪切力作用而分散成细小的液滴，在随油性介质流动的过程中由于表面张力作用而形成微球，流入放置在油性介质储存装置3的陶瓷生坯收集装置6中，油性介质由体积比为1：160的N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和液体石蜡混合而成，油性介质处于45℃水浴加热环境下。微球在流动和下沉的过程中受到温度激发在催化剂N,N,N',N'‐四甲基乙二胺和交联剂N,N'‐亚甲基双丙烯酰胺的作用下发生单体丙烯酸铵聚合反应而以较快速度硬化，由陶瓷生坯收集装置6收集。生坯干燥完在1400℃保温2h烧成后，在体视显微镜下观察，微珠直径在0.1～0.6mm不等，圆度好，具有一定的颗粒级配。

Claims (8)

1.一种氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，包括氧化物浆料储存装置(1)、浆料输送管道(2)、油性介质储存装置(3)、油性介质输送管道(4)、液流泵(5)、陶瓷微珠生坯收集装置(6)以及浆料细化装置(7)；每一条浆料输送管道(2)两端分别与所述氧化物浆料储存装置(1)和一条油性介质输送管道(4)相连通，所述油性介质输送管道(4)两端与两个油性介质储存装置(3)相连通，所述浆料输送管道(2)和油性介质输送管道(4)中都设有液流泵(5)，油性介质储存装置(3)内部设置陶瓷生坯收集装置(6)；每一条浆料输送管道(2)与油性介质输送管道(4)连接的一端设有浆料细化装置(7)，浆料细化装置(7)的尖端***所述油性介质输送管道(4)中。

2.根据权利要求1所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述的氧化物浆料储存装置(1)中设有机械搅拌部件(8)。

3.根据权利要求1所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述的液流泵(5)为恒流泵或蠕动泵。

4.根据权利要求1所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述的浆料输送管道(2)与所述的油性介质输送管道(4)选用直径为1‐4mm的耐热高分子透明细软管。

5.根据权利要求1所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述浆料细化装置(7)为注射器，注射器的内径为0.4‐0.8mm。

6.根据权利要求1所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述陶瓷微珠生坯收集装置(6)为底部和侧面设有微孔的容器，微孔的直径小于氧化物陶瓷微珠生坯的直径且允许油性介质通过，陶瓷微珠生坯收集装置(6)自由放置在油性介质储存装置(3)内。

7.根据权利要求1‐6任一项所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述油性介质输送管道(4)数量大于等于2。

8.根据权利要求1‐6任一项所述的氧化物陶瓷微珠生坯的成型装置，其特征在于，所述浆料输送管道(2)数量大于等于2。