專利名稱：一種h-BN/AlON可加工陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種h-BN/AION可加工陶瓷，屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
陶瓷材料具有許多優(yōu)良的性能，但是，由于陶瓷材料硬度大，制備精密尺寸陶瓷部件時(shí)，只有通過金剛石磨料砂輪磨削，制造成本非常高。所以，人們一直在尋找一種方法，即既能滿足基本力學(xué)性能要求又能進(jìn)行機(jī)械加工獲得精密尺寸陶瓷部件的方法。20世紀(jì)90年代，日本學(xué)者Niihara等人采用Si3N4顆粒包覆h_BN制備出強(qiáng)度高可加工陶瓷部件，為高性能可加工陶瓷部件的制備開辟了一條新途徑；2002年，李永利等在“納米BN包覆的Al2O3復(fù)合粉的制備及其燒結(jié)性能研究”中采用分析純試劑CO(N2) 2和H3BO3以摩爾比1:4混合，在研缽中充分研磨后，與高純Al2O3粉(平均粒徑03μπι) —起放入塑料桶中以無水乙醇為介質(zhì)，使用氧化鋁磨球，濕磨混料，然后烘干(同時(shí)攪拌)，再球磨，在氫氣氣氛下制成 Al203-h-BN可加工陶瓷；2004年董艷玲等在“TiB2_BN復(fù)相陶瓷的制備工藝及性能研究”中將TiB2、BN和Ni粉按一定比例稱量，分別以不同混料方式混料，將混合漿料干燥和過篩，并將均勻的混合料裝入涂有BN的石墨模具中，置于等離子放電熱壓爐中在Ar氣保護(hù)進(jìn)行燒結(jié)制備出TiB2-h-BN可加工陶瓷部件；2009年，張巨先在“低介電損耗AIN陶瓷及BN-AIN基陶瓷材料研究”中采用硼酸和尿素與AlN粉體混合在氮?dú)夥障聼浦瞥葾lN-h-BN可加工陶瓷。在上述體系中除了 Si3N4-h-BN可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度可以達(dá)到950MPa.以外，如TiB2-h-BN，AlN-h-BN等可加工陶瓷的抗強(qiáng)度也只有154 MPa.左右。因此采用通常的混合、化學(xué)法h-BN包覆技術(shù)制備的可加工陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、實(shí)現(xiàn)制備更高強(qiáng)度h-BN/AION可加工陶瓷的制備方法。其技術(shù)方案為
一種h-BN/AION可加工陶瓷的制備方法，采用h-BN包覆AlON陶瓷粉體經(jīng)冷等靜壓成型后熱壓燒制成h-BN/AION可加工陶瓷，具體方法包括以下步驟
第一步將硼酸尿素以重量比為2 1的比例均勻混合，外加3(Γ60%乙醇在密閉容器中5(T90°C加熱處理10 24小時(shí)后再攪拌10 30分鐘制成酯化溶液；
第二步將粒度為0. Γ2ΜΠ1的AlON陶瓷粉體40 70%加入到30 60%的上述酯化溶液中球磨制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為0. 0Γ0. 5mm的包覆AlON粉體，將上述包覆AlON粉體在溫度為60(Tl000°C X 30^60分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h-BN包覆AlON陶瓷粉體，將h-BN包覆AlON陶瓷粉體在10(T200MPa.的壓力下經(jīng)冷等靜壓制成060 X l(T20mm片狀坯體，然后在17(KTl85(TC X 30^180分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅? IOOMPa.燒制成h-BN/A10N可加工陶瓷。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為1、本發(fā)明生產(chǎn)h-BN/A10N可加工陶瓷顯微結(jié)構(gòu)均勻，強(qiáng)度高，整體可靠性高；2、通過該包覆工藝可在AlON晶粒表面形成厚度均勻的h-BN層，且h-BN層的厚度可控，所制備的h-BN/AION可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度與混合、化學(xué)法相比提高1. 5倍；
3、h-BN/A10N可加工陶瓷具有優(yōu)良的抗氧化性能、力學(xué)性能及熱學(xué)性能。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
第一步將硼酸尿素以重量比為2 1的比例均勻混合，外加30%乙醇在密閉容器中50°C加熱處理24小時(shí)后再攪拌30分鐘制成酯化溶液；
第二步將粒度為O.1Mm的AlON陶瓷粉體70%加入到30%的酯化溶液中制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為O. 5mm的包覆AlON粉體，將上述包覆AlON 粉體在溫度為600°C X 30分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h-BN包覆AlON陶瓷粉體，將h_BN包覆AlON陶瓷粉體在IOOMPa.的壓力下等靜壓壓制成060 X IOmm片狀坯體，然后在1700°C X 30分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅?MPa.燒制成h-BN/AION可加工陶瓷。
實(shí)驗(yàn)所用的配料原料的純度均為工業(yè)純，所獲得的h-BN/AION可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度為378MPa.。實(shí)施例2
第一步將硼酸尿素以重量比為2 1的比例均勻混合，外加45%乙醇在密閉容器中70°C加熱處理16小時(shí)后再攪拌20分鐘制成酯化溶液；
第二步將粒度為IMm的AlON陶瓷粉體55%加入到45%的酯化溶液中制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為O. 2mm的包覆AlON粉體，將上述包覆AlON粉體在溫度為800°C X45分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h_BN包覆AlON陶瓷粉體，將h-BN包覆AlON陶瓷粉體在150MPa.的壓力下等靜壓壓制成06OX 15mm片狀坯體，然后在18000C X 105分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅?0MPa.燒制成h-BN/AION可加工陶瓷。
實(shí)驗(yàn)所用的配料原料的純度均為工業(yè)純，所獲得的h-BN/AION可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度為301MPa.。實(shí)施例3
第一步將硼酸尿素以重量比為2 1的比例均勻混合，外加60%乙醇在密閉容器中90°C加熱處理10小時(shí)后再攪拌10分鐘制成酯化溶液；
第二步將粒度為2Mm的AlON陶瓷粉體40%加入到60%的酯化溶液中制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為0. Olmm的包覆AlON粉體，將上述包覆AlON粉體在溫度為1000°C X60分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h_BN包覆AlON陶瓷粉體，將h-BN包覆AlON陶瓷粉體在200MPa.的壓力下等靜壓壓制成060 X 20mm片狀坯體，然后在18500C X 180分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅篒OOMPa.燒制成h-BN/A10N可加工陶瓷。實(shí)驗(yàn)所用的配料原料的純度均為工業(yè)純，所獲得的h-BN/A10N可加工陶瓷的抗彎強(qiáng)度為295MPa.。
權(quán)利要求
1.一種h-ΒΝ/ΑΙΟΝ可加工陶瓷的制備方法，其特征在于采用h-BN包覆AlON陶瓷粉體經(jīng)冷等靜壓成型后熱壓燒制成h-ΒΝ/ΑΙΟΝ可加工陶瓷，具體方法包括以下步驟 第一步將硼酸尿素以重量比為2 1的比例均勻混合，外加3(Γ60%乙醇在密閉容器中5(T90°C加熱處理10 24小時(shí)后再攪拌10 30分鐘制成酯化溶液； 第二步將粒度為O. Γ2ΜΠ1的AlON陶瓷粉體40 70%加入到30 60%的上述酯化溶液中球磨制成陶瓷漿料，然后通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成直徑為O. 0Γ0. 5mm的包覆AlON粉體，將上述包覆AlON粉體在溫度為60(Tl000°C X30^60分鐘氮?dú)鈿夥盏@得h-BN包覆AlON陶瓷粉體，將h-BN包覆AlON陶瓷粉體在10(T200MPa.的壓力下經(jīng)冷等靜壓制成060 XlOlOmm片狀坯體，然后在170(Tl85(TC X 30 180分鐘氮?dú)鈿夥障聼釅? IOOMPa.燒制成h-ΒΝ/ΑΙΟΝ可加工陶瓷。
全文摘要
一種h-BN/AlON可加工陶瓷的制備方法，其特征在于，采用h-BN包覆AlON陶瓷粉體經(jīng)冷等靜壓成型后熱壓燒成h-BN/AlON可加工陶瓷，將硼酸尿素按比例與乙醇混合在密閉容器中制成酯化溶液，然后將AlON陶瓷粉體加入到酯化溶液中制成陶瓷漿料，通過噴霧造粒機(jī)將上述陶瓷漿料制成包覆AlON粉體，將上述包覆AlON粉體氮化獲得h-BN包覆AlON陶瓷粉體，將h-BN包覆AlON陶瓷粉體經(jīng)等靜壓壓制成片狀坯體，在氮?dú)鈿夥障聼釅?燒制成h-BN/AlON可加工陶瓷。本發(fā)明制備的可加工陶瓷h-BN相分布均勻、含量可控，可加工性能、力學(xué)性能和熱學(xué)性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C04B35/5835GK102992773SQ20121053545
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者唐竹興 申請人:山東理工大學(xué)