本發(fā)明屬于陶瓷材料領域，特別涉及一種耐磨陶瓷材料及其制備方法。
背景技術：
陶瓷材料成為現代工業(yè)和人類生活中不可或缺的一種材料，其與金屬材料、有機高分子材料共同成為世界上的三大固體材料。陶瓷有傳統陶瓷和高技術陶瓷之分，傳統陶瓷一般是以陶器、瓷器等以粘土為主要原料的工業(yè)品的統稱，包括日用陶瓷、建筑陶瓷、藝術陶瓷等；高技術陶瓷則是功能陶瓷材料的統稱，包括結構陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷等。
耐磨陶瓷是一種最主要的結構陶瓷。耐磨陶瓷是以Al2O3為主要原料，以稀有金屬氧化物為熔劑，經一千七百度高溫焙燒而成的特種剛玉陶瓷，再分別用特種橡膠和高強度的有機/無機粘合劑組合而成的產品。耐磨陶瓷在耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強度、低密度、抗氧化等一些列性能方面都領先于其他材料，特別是近年來增韌機理、納米化等多種技術手段的的應用，使得耐磨陶瓷的性能日趨完美。
然而，由于氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷的導熱系數較低，則會導致特殊工況條件下其制品局部溫度升高容易形成熱應力，導致陶瓷容易開裂，影響正常的使用，而且氧化鋁陶瓷和氧化鋯燒結時容易變形，成品率低等問題構成了較高的價格，限制了其大規(guī)模的生產和推廣應用。
技術實現要素：
針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐磨陶瓷材料及其制備方法，以克服現有耐磨陶瓷材料的易開裂、成品率低、耐腐蝕性差等問題。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現：
一種耐磨陶瓷材料，包含如下重量組份的各物質：氧化鋁30-40份、碳酸鎂3-6份、二硼化鈦纖維2-5份、碳酸氫鉀2-4份、酚醛樹脂8-11份、碳化硅5-8份、氮化鋁4-7份、碳化鉻3-6份、L-羥基丁二酸10-15份、硅酸三乙酯7-10份。
優(yōu)選的，所述氧化鋁35-38份、碳酸鎂4-6份、二硼化鈦纖維2-4份、碳酸氫鉀3-4份、酚醛樹脂9-10份、碳化硅5-7份、氮化鋁4-6份、碳化鉻3-5份、L-羥基丁二酸12-15份、硅酸三乙酯7-9份。
優(yōu)選的，所述氧化鋁37份、碳酸鎂5份、二硼化鈦纖維3份、碳酸氫鉀3.5份、酚醛樹脂9.5份、碳化硅6份、氮化鋁5份、碳化鉻4份、L-羥基丁二酸14份、硅酸三乙酯8份。
一種耐磨陶瓷材料的方法，步驟如下：
（1）將氧化鋁30-40份、碳酸鎂3-6份和二硼化鈦纖維2-5份粉碎至80-120目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅5-8份、氮化鋁4-7份、碳化鉻3-6份粉碎至80-120目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸10-15份和硅酸三乙酯7-10份混合，升高溫度至80-100℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1000-1200r/min攪拌反應，直至加入結束；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀2-4份、酚醛樹脂8-11份，攪拌10-20min后，升溫至140-150℃，保溫反應30-40min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1000-1200℃保溫25-35min，隨后升溫至1700-1800℃保溫1-3h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
優(yōu)選的，步驟（1）中所述混合物A和混合物B的目數均為100目。
優(yōu)選的，步驟（2）中所述溫度為95℃，混合物A和混合物B的加入時間均為15min，攪拌速率為1100r/min。
優(yōu)選的，步驟（3）中攪拌15min后，升溫至145℃，保溫反應30min；先于1100℃保溫30min，隨后升溫至1750℃保溫2.5h進行燒結。
本發(fā)明與現有技術相比，其有益效果為：
本發(fā)明所述一種耐磨陶瓷材料的方法，以氧化鋁為基礎，一方面加入碳化硅、碳化鉻和氮化鋁以提高整體的導熱系數，另一方面通過加入L-羥基丁二酸和硅酸三乙酯，并通過噴射粉末的方式使得各組分充分彼此混合，促進整體分布更為均勻；兩者共同作用克服了傳統制品局部溫度升高容易形成熱應力、導致陶瓷容易開裂的不足；且在燒結過程中不宜變形，成品率大幅度提高；碳化鉻的加入更進一步的提升了整體陶瓷材料的耐腐蝕性能。
具體實施方式
以下結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例1
（1）將氧化鋁30份、碳酸鎂3份和二硼化鈦纖維2份粉碎至80目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅5份、氮化鋁4份、碳化鉻3份粉碎至120目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸10份和硅酸三乙酯7份混合，升高溫度至80℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1000r/min攪拌反應，直至加入結束，加入時間為20min；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀2份、酚醛樹脂8份，攪拌10min后，升溫至140℃，保溫反應30min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1000℃保溫25min，隨后升溫至1700℃保溫1h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為180W/mK，抗壓強度1000MPa，抗彎強度400MPa。
對比例1
將氧化鋁30份、碳酸鎂3份和二硼化鈦纖維2份粉碎至80目，充分混合，得到混合物A；向混合物A中加入碳酸氫鉀2份、酚醛樹脂8份，攪拌10min后，升溫至140℃，保溫反應30min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1000℃保溫25min，隨后升溫至1700℃保溫1h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為50W/mK，抗壓強度850MPa，抗彎強度290MPa。
實施例2
（1）將氧化鋁40份、碳酸鎂6份和二硼化鈦纖維5份粉碎至120目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅8份、氮化鋁7份、碳化鉻6份粉碎至80目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸15份和硅酸三乙酯10份混合，升高溫度至100℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1200r/min攪拌反應，直至加入結束，加入時間為10min；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀4份、酚醛樹脂11份，攪拌20min后，升溫至150℃，保溫反應40min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1200℃保溫35min，隨后升溫至1800℃保溫3h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
對比例2
將氧化鋁40份、碳酸鎂6份和二硼化鈦纖維5份粉碎至120目，充分混合，得到混合物A；向混合物A中加入碳酸氫鉀4份、酚醛樹脂11份，攪拌20min后，升溫至150℃，保溫反應40min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1200℃保溫35min，隨后升溫至1800℃保溫3h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為60W/mK，抗壓強度900MPa，抗彎強度320MPa。
實施例3
（1）將氧化鋁35份、碳酸鎂4份和二硼化鈦纖維2份粉碎至100目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅5份、氮化鋁4份、碳化鉻3份粉碎至80目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸12份和硅酸三乙酯7份混合，升高溫度至80℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1000r/min攪拌反應，直至加入結束，加入時間為20min；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀3份、酚醛樹脂9份，攪拌10min后，升溫至140℃，保溫反應30min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1000℃保溫25min，隨后升溫至1700℃保溫1h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為200W/mK，抗壓強度1100MPa，抗彎強度420MPa。
實施例4
（1）將氧化鋁38份、碳酸鎂6份和二硼化鈦纖維4份粉碎至80目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅7份、氮化鋁6份、碳化鉻5份粉碎至100目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸15份和硅酸三乙酯9份混合，升高溫度至90℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1200r/min攪拌反應，直至加入結束，加入時間為10min；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀4份、酚醛樹脂10份，攪拌20min后，升溫至150℃，保溫反應40min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1200℃保溫35min，隨后升溫至1800℃保溫3h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為215W/mK，抗壓強度1150MPa，抗彎強度458MPa。
實施例5
（1）將氧化鋁37份、碳酸鎂5份和二硼化鈦纖維3份粉碎至100目，充分混合，得到混合物A；將碳化硅6份、氮化鋁5份、碳化鉻4份粉碎至100目，充分混合，得到混合物B；
（2）將L-羥基丁二酸14份和硅酸三乙酯8份混合，升高溫度至95℃，攪拌均勻狀態(tài)，得混合液C；在惰性氣體保護下，分別利用粉末噴射裝置將所述混合物A和混合物B加入混合液C中，邊加入邊以速率1100r/min攪拌反應，直至加入結束，加入時間為15min；
（3）向步驟（2）中加入碳酸氫鉀3.5份、酚醛樹脂9.5份，攪拌15min后，升溫至145℃，保溫反應30min；經過濾后放入高溫氮氣爐內于流動氮氣保護下先于1100℃保溫30min，隨后升溫至1750℃保溫2.5h進行燒結，待反應冷卻后即可得到所述耐磨陶瓷材料。
經檢測，所述陶瓷材料的導熱系數為225W/mK，抗壓強度1200MPa，抗彎強度500MPa。
本發(fā)明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內。