專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧化鋁陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋁陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
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(qiáng)度高(機(jī)械強(qiáng)度可達(dá)150MPa)、硬度高(莫氏硬度達(dá)9)、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫以及導(dǎo)熱性好、高絕緣、低介電損耗、電性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。它可以制成集成電路基片、刀具、耐酸堿件、人造骨骼、研磨材料、高級(jí)耐火材料以及熒光粉載體等，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、化工、醫(yī)藥、光電、航空航天等行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及制造技術(shù)的提高，氧化鋁陶瓷新品種不斷出現(xiàn)，在現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種氧化鋁陶瓷的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種氧化鋁陶瓷的制備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%，MgO:2-3%,ZrO2:2-3%,余量為Ai2O3 ;所述氧化招陶瓷的制備方法包括如下步驟
(I)Al2O3粉體的預(yù)燒；預(yù)燒時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 8% 2% AlF3的添加物，添加物可以降低預(yù)燒溫度、促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)化、排除Na2O等雜質(zhì)、硼酸鹽除堿效果好，氟化物可促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)變，且收縮大、活性好。還原氣氛也有利于排除Na2O等雜質(zhì)。Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430。。。(2) Al2O3粉體的制備；制作氧化鋁陶瓷的微粉最佳粒度為O. I I μ m，我國(guó)目前一般在7 μ m左右，這是國(guó)內(nèi)氧化鋁陶瓷質(zhì)量不如國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量的主要原因。應(yīng)盡量降低粉體的粒度。(3) Al2O3粉體的團(tuán)聚；團(tuán)聚時(shí)加入適量的分散劑。(4)顆粒的級(jí)配；大小顆粒應(yīng)合理級(jí)配。(5)注入添加劑；由于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(jié)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(qiáng)度。(6)模壓成形；加入1% 2%硬脂酸等潤(rùn)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(jī)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，然后在引發(fā)劑和催化劑的作用下，使料漿中的有機(jī)單體交鏈聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使?jié)鈶腋◇w原位固化。它可以使固相體積分?jǐn)?shù)達(dá)50% 60%。為保證凝膠固體的性能，溶液中有機(jī)單體總含量控制在18% 20%范圍內(nèi)，交聯(lián)單體/凝膠單體比例< 1/10。(10)熱壓鑄成形；
(11)生坯的干燥與素?zé)?br> (12)熱壓燒結(jié)；參數(shù)為壓力20MPa，溫度1500°C；
(13)用離子注入法對(duì)材料表面進(jìn)行加工；離子注入陶瓷是對(duì)現(xiàn)有增韌機(jī)理的補(bǔ)充，是對(duì)制備好的陶瓷產(chǎn)品的深加工。例如用鎳離子對(duì)陶瓷產(chǎn)品進(jìn)行鎳粒子注入處理后，機(jī)械強(qiáng)度、韌性會(huì)大大增強(qiáng)。現(xiàn)在Al2O3陶瓷的金屬化也得到了迅速發(fā)展，它使陶瓷和金屬粘結(jié)在一起，便于陶瓷與金屬或陶瓷與陶瓷間的釬焊封接。本發(fā)明的有益效果通過(guò)控制原材料，尤其是氧化鋁的純度與穩(wěn)定性，制備超細(xì)度且顆粒級(jí)配合理的粉體；優(yōu)選與改進(jìn)成形方法，選擇合適的燒結(jié)方法與氣氛，制定合理的燒結(jié)溫度和采取必要的后加工處理等，制備出優(yōu)質(zhì)的氧化鋁陶瓷制品?！?br> 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例的氧化鋁陶瓷的制備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%,MgO:2-3%, ZrO2:2-3%，余量為Ai2O3 ;所述氧化鋁陶瓷的制備方法包括如下步驟
(I)Al2O3粉體的預(yù)燒；預(yù)燒時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.8% 2% AlF3的添加物，添加物可以降低預(yù)燒溫度、促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)化、排除Na2O等雜質(zhì)、硼酸鹽除堿效果好，氟化物可促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)變，且收縮大、活性好。還原氣氛也有利于排除Na2O等雜質(zhì)。Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430。。。(2) Al2O3粉體的制備；制作氧化鋁陶瓷的微粉最佳粒度為O. I I μ m，我國(guó)目前一般在7 μ m左右，這是國(guó)內(nèi)氧化鋁陶瓷質(zhì)量不如國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量的主要原因。應(yīng)盡量降低粉體的粒度。(3) Al2O3粉體的團(tuán)聚；團(tuán)聚時(shí)加入適量的分散劑。(4)顆粒的級(jí)配；大小顆粒應(yīng)合理級(jí)配。(5)注入添加劑；由于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(jié)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(qiáng)度。(6)模壓成形；加入1% 2%硬脂酸等潤(rùn)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(jī)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，然后在引發(fā)劑和催化劑的作用下，使料漿中的有機(jī)單體交鏈聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使?jié)鈶腋◇w原位固化。它可以使固相體積分?jǐn)?shù)達(dá)50% 60%。為保證凝膠固體的性能，溶液中有機(jī)單體總含量控制在18% 20%范圍內(nèi)，交聯(lián)單體/凝膠單體比例< 1/10。(10)熱壓鑄成形；
(II)生坯的干燥與素?zé)?br> (12)熱壓燒結(jié)；參數(shù)為壓力20MPa，溫度1500°C ；(13)用離子注入法對(duì)材料表面進(jìn)行加工；離子注入陶瓷是對(duì)現(xiàn)有增韌機(jī)理的補(bǔ)充，是對(duì)制備好的陶瓷產(chǎn)品的深加工。例如用鎳離子對(duì)陶瓷產(chǎn)品進(jìn)行鎳粒子注入處理后，機(jī)械強(qiáng)度、韌性會(huì)大大增強(qiáng)?，F(xiàn)在Al2O3陶瓷的金屬化也得到了迅速發(fā)展，它使陶瓷和金屬粘結(jié)在一起，便于陶瓷與金屬或陶瓷與陶瓷間的釬焊封接。上述雖然對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限 制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種氧化鋁陶瓷的制備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2 :14-16%, MgO:2-3%,ZrO2:2-3%,余量為Ai2O3 ;其特征是,所述氧化招陶瓷的制備方法包括如下步驟 (1)Al2O3粉體的預(yù)燒；預(yù)燒時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.8% 2% AlF3的添加物，Al2O3粉體煅燒溫度控制在1430°C ； (2)Al2O3粉體的制備； (3)Al2O3粉體的團(tuán)聚；團(tuán)聚時(shí)加入適量的分散劑； (4)顆粒的級(jí)配；大小顆粒應(yīng)合理級(jí)配； (5)注入添加劑；加入聚乙烯醇作為粘結(jié)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(rùn)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(jī)單體總含量控制在18% 20%范圍內(nèi)，交聯(lián)單體/凝膠單體比例< 1/10 ； (10)熱壓鑄成形； (11)生坯的干燥與素?zé)? (12)熱壓燒結(jié)；參數(shù)為壓力20MPa，溫度1500°C； (13)用離子注入法對(duì)材料表面進(jìn)行加工。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧化鋁陶瓷的制備方法，所述氧化鋁陶瓷的成分為，SiO2:14-16%，MgO:2-3%，ZrO2:2-3%，余量為Ai2O3；所述氧化鋁陶瓷的制備方法包括如下步驟原料加工、氧化鋁陶瓷的成形、生坯的干燥與素?zé)Y(jié)和后處理的步驟。本發(fā)明通過(guò)控制原材料，尤其是氧化鋁的純度與穩(wěn)定性，制備超細(xì)度且顆粒級(jí)配合理的粉體；優(yōu)選與改進(jìn)成形方法，選擇合適的燒結(jié)方法與氣氛，制定合理的燒結(jié)溫度和采取必要的后加工處理等，制備出優(yōu)質(zhì)的氧化鋁陶瓷制品。
文檔編號(hào)C04B35/10GK102875157SQ201210440410
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者畢鵬云 申請(qǐng)人:畢鵬云