一種氧化鋁陶瓷的製備方法
2023-09-21 08:00:35 1
專利名稱：一種氧化鋁陶瓷的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化鋁陶瓷的製備方法。
背景技術：
氧化鋁陶瓷是一種以CI-A1203為主晶相的陶瓷材料，通常以配料中氧化鋁的含量分為75、80、90、95、99瓷等。氧化鋁陶瓷具有強度高(機械強度可達150MPa)、硬度高(莫氏硬度達9)、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫以及導熱性好、高絕緣、低介電損耗、電性能穩定等特點。它可以製成集成電路基片、刀具、耐酸鹼件、人造骨骼、研磨材料、高級耐火材料以及螢光粉載體等，廣泛應用於電子、機械、化工、醫藥、光電、航空航天等行業。隨著科學技術的發展及製造技術的提高，氧化鋁陶瓷新品種不斷出現，在現代工業和現代科學領域中將會得到越來越廣泛的應用
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供了一種氧化鋁陶瓷的製備方法。為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案。一種氧化鋁陶瓷的製備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%，MgO:2-3%,ZrO2:2-3%,餘量為Ai2O3 ;所述氧化招陶瓷的製備方法包括如下步驟
(I)Al2O3粉體的預燒；預燒時加入質量分數為O. 8% 2% AlF3的添加物，添加物可以降低預燒溫度、促進晶型轉化、排除Na2O等雜質、硼酸鹽除鹼效果好，氟化物可促進晶型轉變，且收縮大、活性好。還原氣氛也有利於排除Na2O等雜質。Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430。。。(2) Al2O3粉體的製備；製作氧化鋁陶瓷的微粉最佳粒度為O. I I μ m，我國目前一般在7 μ m左右，這是國內氧化鋁陶瓷質量不如國外產品質量的主要原因。應儘量降低粉體的粒度。(3) Al2O3粉體的團聚；團聚時加入適量的分散劑。(4)顆粒的級配；大小顆粒應合理級配。(5)注入添加劑；由於氧化鋁陶瓷成形料是以瘠性料為主，因此加入聚乙烯醇作為粘結劑、添加醋酸乙烯酯作為塑化劑，成形前將其與原料混合均化，以提高粉料的成形性能和坯體強度。(6)模壓成形；加入1% 2%硬脂酸等潤滑劑。(7)等靜壓成型；
(8)注漿成形；
(9)凝膠注模成形；凝膠注模成形是將含有有機單體的低粘度、高固相含量的陶瓷料漿澆注到不吸水的模型中，然後在引發劑和催化劑的作用下，使料漿中的有機單體交鏈聚合成三維網狀結構，從而使濃懸浮體原位固化。它可以使固相體積分數達50% 60%。為保證凝膠固體的性能，溶液中有機單體總含量控制在18% 20%範圍內，交聯單體/凝膠單體比例< 1/10。(10)熱壓鑄成形；
(11)生坯的乾燥與素燒；
(12)熱壓燒結；參數為壓力20MPa，溫度1500°C；
(13)用離子注入法對材料表面進行加工；離子注入陶瓷是對現有增韌機理的補充，是對製備好的陶瓷產品的深加工。例如用鎳離子對陶瓷產品進行鎳粒子注入處理後，機械強度、韌性會大大增強。現在Al2O3陶瓷的金屬化也得到了迅速發展，它使陶瓷和金屬粘結在一起，便於陶瓷與金屬或陶瓷與陶瓷間的釺焊封接。本發明的有益效果通過控制原材料，尤其是氧化鋁的純度與穩定性，製備超細度且顆粒級配合理的粉體；優選與改進成形方法，選擇合適的燒結方法與氣氛，制定合理的燒結溫度和採取必要的後加工處理等，製備出優質的氧化鋁陶瓷製品。·
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明。本實施例的氧化鋁陶瓷的製備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%,MgO:2-3%, ZrO2:2-3%，餘量為Ai2O3 ;所述氧化鋁陶瓷的製備方法包括如下步驟
(I)Al2O3粉體的預燒；預燒時加入質量分數為O.8% 2% AlF3的添加物，添加物可以降低預燒溫度、促進晶型轉化、排除Na2O等雜質、硼酸鹽除鹼效果好，氟化物可促進晶型轉變，且收縮大、活性好。還原氣氛也有利於排除Na2O等雜質。Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430。。。(2) Al2O3粉體的製備；製作氧化鋁陶瓷的微粉最佳粒度為O. I I μ m，我國目前一般在7 μ m左右，這是國內氧化鋁陶瓷質量不如國外產品質量的主要原因。應儘量降低粉體的粒度。(3) Al2O3粉體的團聚；團聚時加入適量的分散劑。(4)顆粒的級配；大小顆粒應合理級配。(5)注入添加劑；由於氧化鋁陶瓷成形料是以瘠性料為主，因此加入聚乙烯醇作為粘結劑、添加醋酸乙烯酯作為塑化劑，成形前將其與原料混合均化，以提高粉料的成形性能和坯體強度。(6)模壓成形；加入1% 2%硬脂酸等潤滑劑。(7)等靜壓成型；
(8)注漿成形；
(9)凝膠注模成形；凝膠注模成形是將含有有機單體的低粘度、高固相含量的陶瓷料漿澆注到不吸水的模型中，然後在引發劑和催化劑的作用下，使料漿中的有機單體交鏈聚合成三維網狀結構，從而使濃懸浮體原位固化。它可以使固相體積分數達50% 60%。為保證凝膠固體的性能，溶液中有機單體總含量控制在18% 20%範圍內，交聯單體/凝膠單體比例< 1/10。(10)熱壓鑄成形；
(II)生坯的乾燥與素燒；
(12)熱壓燒結；參數為壓力20MPa，溫度1500°C ；(13)用離子注入法對材料表面進行加工；離子注入陶瓷是對現有增韌機理的補充，是對製備好的陶瓷產品的深加工。例如用鎳離子對陶瓷產品進行鎳粒子注入處理後，機械強度、韌性會大大增強。現在Al2O3陶瓷的金屬化也得到了迅速發展，它使陶瓷和金屬粘結在一起，便於陶瓷與金屬或陶瓷與陶瓷間的釺焊封接。上述雖然對本發明的具體實施方式
進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限 制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。
權利要求
1. 一種氧化鋁陶瓷的製備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%, MgO:2-3%,ZrO2:2-3%,餘量為Ai2O3 ;其特徵是,所述氧化招陶瓷的製備方法包括如下步驟 (1)Al2O3粉體的預燒；預燒時加入質量分數為O.8% 2% AlF3的添加物，Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430°C ； (2)Al2O3粉體的製備； (3)Al2O3粉體的團聚；團聚時加入適量的分散劑； (4)顆粒的級配；大小顆粒應合理級配； (5)注入添加劑；加入聚乙烯醇作為粘結劑、添加醋酸乙烯酯作為塑化劑，成形前將其與原料混合均化； (6)模壓成形；加入1% 2%硬脂酸等潤滑劑； (7)等靜壓成型； (8)注漿成形； (9)凝膠注模成形；溶液中有機單體總含量控制在18% 20%範圍內，交聯單體/凝膠單體比例< 1/10 ； (10)熱壓鑄成形； (11)生坯的乾燥與素燒； (12)熱壓燒結；參數為壓力20MPa，溫度1500°C； (13)用離子注入法對材料表面進行加工。
全文摘要
本發明公開了一種氧化鋁陶瓷的製備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2:14-16%，MgO:2-3%，ZrO2:2-3%，餘量為Ai2O3；所述氧化鋁陶瓷的製備方法包括如下步驟原料加工、氧化鋁陶瓷的成形、生坯的乾燥與素燒、燒結和後處理的步驟。本發明通過控制原材料，尤其是氧化鋁的純度與穩定性，製備超細度且顆粒級配合理的粉體；優選與改進成形方法，選擇合適的燒結方法與氣氛，制定合理的燒結溫度和採取必要的後加工處理等，製備出優質的氧化鋁陶瓷製品。
文檔編號C04B35/10GK102875157SQ201210440410
公開日2013年1月16日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者畢鵬雲 申請人:畢鵬雲