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专利号: 2016103479286
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料,是由以下体积百分比的原料经热压烧结而成:石墨烯0.25~5%,MgO 0.25~5%,Mo 0.5~5%,Ni 0.5~5%,其余为A12O3;

其中,所述A12O3平均粒径为100~500nm;

所述石墨烯为石墨烯纳米片,平均厚度为0.34~50nm,石墨烯平均最长向径为1~50μm。

2.根据权利要求1所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料,其特征在于,所述原料组分体积百分比为:石墨烯0.25~1%,MgO 0.25~2%,Mo 0.5~2%,Ni 

0.5~2%,A12O3余量。

3.根据权利要求1或2所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料,其特征在于所述MgO平均粒径为0.5~5μm;优选所述MgO平均粒径为1~3μm;

所述Mo和Ni平均粒径为10~50μm;优选所述Mo和Ni平均粒径为25~45μm。

4.根据权利要求1所述的具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料,其特征在于所述A12O3平均粒径为200~400nm;优选的,所述A12O3为α相Al2O3。

5.根据权利要求1所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料,其特征在于所述石墨烯平均厚度为0.34~30nm;优选的,所述石墨烯平均最长向径为1~20μm。

6.根据权利要求1~5任一项所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料的制备方法,包括步骤如下:(1)将聚乙二醇加入无水乙醇,使其完全溶解,超声分散并机械搅拌10~30min;加入A12O3,继续超声分散并机械搅拌10~30min;得A12O3-聚乙二醇分散液;

(2)将步骤(1)所述的A12O3-聚乙二醇分散液倒入球磨罐中,在保护气氛下球磨24~

48h,其中球磨球为硬质合金材质,球料质量比为5~15:1;

(3)取聚乙烯吡咯烷酮加入无水乙醇,使其完全溶解,超声分散并机械搅拌10~30min;

加入石墨烯,继续超声分散并机械搅拌10~30min;得石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮分散液;

(4)将步骤(3)制得的石墨烯-聚乙烯吡咯烷酮分散液倒入步骤(2)的球磨罐中,并保持所述的保护气氛,继续球磨1~12h;

(5)待步骤(4)完成后,将球磨罐中的液体进行真空干燥,干燥完全的粉体过100~200目筛,装入石墨套筒中,冷压10~30min,然后进行热压烧结。

7.根据权利要求6所述各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(1)所述的聚乙二醇分子量在2000~10000之间;优选聚乙二醇4000。

8.根据权利要求6所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(1)所述的聚乙二醇的质量为A12O3质量的1~5%;步骤(4)所述的聚乙烯吡咯烷酮质量为石墨烯质量的50~90%。

9.根据权利要求6所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(4)所述的聚乙烯吡咯烷酮的规格为K15~K40;优选聚乙烯吡咯烷酮-K30型。

10.根据权利要求6所述具有各向异性的石墨烯增韧A12O3纳米复合陶瓷刀具材料的制备方法,其特征在于步骤(5)所述干燥温度为90~130℃,干燥时间为12~60h;

步骤(5)所述的热压烧结,烧结温度为1350~1550℃,保温时间为5~20min,压力为20~35MPa,升温速率为10~25℃/min。