一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法及其制得的制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法及其制得的制品，采用氧化鋁和氧化硅二元配方，其原料配方的重量百分比組成為：氧化鋁粉85%～99.5%wt%，氧化硅粉0.5～15wt%，經(jīng)配料、球磨、成型、燒成后獲得制品。其中燒結溫度為：1200～1300℃，保溫30min，所制材料或產品的吸水率≤0.5%，抗熱震性優(yōu)于常見的鎂-鋁-硅、鈣-鋁-硅、鋇-鋁-硅三元配方或其四元復合配方系統(tǒng)高鋁陶瓷材料，適用于抗熱震性要求較高的工作環(huán)境條件，因此具有廣泛的應用前景。
【專利說明】一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法及其制得的制口叩

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于結構陶瓷材料制備領域，具體涉及一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法及其制得的制品。

【背景技術】
[0002]高氧化鋁含量的陶瓷材料簡稱高鋁陶瓷，是最典型的結構陶瓷材料，因其優(yōu)異的耐高溫、高強度、大硬度、抗酸堿性等特性及相對低廉的價格，在現(xiàn)代科學與工業(yè)【技術領域】的應用十分廣泛。在高溫，特別是在大溫差環(huán)境中使用時，抗熱震性能成為衡量材料或產品性能優(yōu)劣的重要指標。設計、制造多孔結構以降低材料的宏觀熱膨脹系數(shù)，從而達到提高抗熱震性的目的，是改善產品熱震性的常用方法，但多孔結構往往達不到密封等要求，并會降低材料的強度。如在單晶、多晶硅熔爐上使用的高鋁陶瓷部件屬致密結構，不僅要求有良好的抗熱震性，同時要求有優(yōu)良的耐強腐蝕性氣體沖刷等特性。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是突破傳統(tǒng)高鋁陶瓷三元配方體系，通過采用二元配方及優(yōu)化制備工藝提供了一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法及其制得的強度高、抗熱震性好的高鋁陶瓷材料或產品。
[0004]為解決以上技術問題，本發(fā)明的技術方案是:一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法，采用氧化鋁和氧化硅二元配方，其原料配方的重量百分比組成為:氧化鋁粉85?99.5wt%，氧化硅粉0.5?15wt%，經(jīng)配料、球磨、成型、燒成后獲得制品。
[0005]所述氧化鋁粉細度D5tl為I?2 μ m，氧化硅粉細度D5tl為I μ m。
[0006]所述燒成工序制度為在升、降溫至1380?1460°C時保溫0.5?2小時。
[0007]上述的方法制得的產品，其特征在于:所述制品的吸水率< 0.5%，抗熱震性優(yōu)于三元配方氧化鋁陶瓷制品。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是通過配方的合理設計，球磨混料工藝及燒成制度的改進，最終獲得抗熱震性好，強度高的致密高鋁陶瓷材料或產品。

【具體實施方式】
[0009]實施例1:抗熱震性優(yōu)良的剛玉陶瓷器件的制備
市售高純度氧化鋁粉，Al2O3 彡 99.5%, Fe2O3 ( 0.02%, S12 ( 0.05%, a -Al2O3 彡 96%,濕法球磨，至D5tl=L 5 μ m ;化學純二氧化娃粉濕法球磨至D5tl為I μ m ;
稱取磨細的氧化鋁粉99wt%，化學純氧化硅粉lwt%，采用球磨機充分混合均勻，注:若采用注漿成型，需加入分散劑、粘結劑和水，同步混合均勻成漿料使用；若采用熱壓鑄成型，需加入油酸干混均勻成粉料使用；若采用干壓成型，需加入分散劑、增塑劑和水等混合均勻成漿料使用； 以對應方法成型，獲得剛玉陶瓷坯體，再經(jīng)干燥或排蠟得到素坯；
入窯燒成，燒成周期為16小時，最高燒成溫度為1700°C，升、降溫至1460°C時保溫2小時，其它溫度段的燒成制度可依窯爐自身的升、降溫能力調整，但不可過快升降溫，以免造成材料內部產生裂紋；
制得剛玉陶瓷器件的吸水率為0.5%，抗熱震性優(yōu)于常見的MgO-Al2O3或Y2O3-Al2O3配方剛玉陶瓷制品。
[0010]實施例2:抗熱震性優(yōu)良的95氧化鋁陶瓷器件的制備
市售高純度氧化鋁粉，Al2O3 彡 99.5%, Fe2O3 ( 0.02%, S12 ( 0.05%, a -Al2O3 彡 96%,濕法球磨約50小時，至D5tl=I μ m ;化學純二氧化硅粉濕法球磨至D5tl為I μ m ;
稱取磨細的氧化鋁粉95wt%、化學純氧化硅粉5wt%，采用球磨機充分混合均勻，注:若采用注漿成型，需加入分散劑、粘結劑和水，同步混合均勻成漿料；若采用熱壓鑄成型，需加入油酸干混均勻成粉料；若采用干壓成型，需加入分散劑、增塑劑和水等混合均勻成漿料；以對應方法成型，獲得95氧化鋁陶瓷坯體，再經(jīng)干燥或排蠟得到素坯；
入窯燒成，燒成周期為17小時，最高燒成溫度為1670°C，升、降溫至1450°C時保溫1.5小時，其它溫度段的燒成制度可依窯爐自身的升、降溫能力調整，但不可過快升降溫，以免造成材料內部產生裂紋；
制得95氧化鋁陶瓷器件的吸水率為0.3%，抗熱震性優(yōu)于常見的Mg0-Al203-Si02、CaO-Al2O3-S12、BaO-Al2O3-S12或四元配方制得的95氧化鋁陶瓷制品。
[0011]實施例3:抗熱震性優(yōu)良的90氧化鋁陶瓷器件的制備
市售高純度氧化鋁粉，Al2O3 彡 99.5%, Fe2O3 ( 0.02%, S12 ( 0.05%, a -Al2O3 彡 96%,濕法球磨約50小時，至D5(i=2 μ m范圍；化學純二氧化硅粉濕法球磨至D5tl在I μ m;
稱取磨細的氧化鋁粉90wt%，化學純氧化硅粉10wt%，采用球磨機充分混合均勻，注:若采用注漿成型，需加入分散劑、粘結劑和水，同步混合均勻成漿料；若采用熱壓鑄成型，需加入油酸，干法混合均勻；若采用干壓成型，需加入分散劑、增塑劑和水等混合均勻成漿料，再噴霧造粒獲取粉料；
以對應方法成型，獲得90氧化鋁陶瓷坯體，再經(jīng)干燥或排蠟得到素坯；
入窯燒成，燒成周期為15小時，最高燒成溫度為1600°C，升、降溫至1390°C時保溫I小時，其它溫度段的燒成制度可依窯爐自身的升、降溫能力調整，但不可過快升降溫，以免造成材料內部產生裂紋；
制得90氧化鋁陶瓷器件的吸水率為0.4%，抗熱震性優(yōu)于常見的Mg0-Al203-Si02、CaO-Al2O3-S12、BaO-Al2O3-S12或四元配方制得的95氧化鋁陶瓷制品。
[0012]上述所述注漿成型選用分散劑聚丙烯酸鈉用量為粉料重量的0.35wt%、粘結劑阿拉伯樹膠用量為粉料重量的0.15wt% ;熱壓鑄成型時油酸用量為粉料重量的0.5?lwt% ；干壓成型造粒前漿料采用聚丙烯酸鈉做分散劑，用量占粉料重量的0.4wt%、增塑劑PVA為粉料重量的0.lwt%。
【權利要求】
1.一種提高致密高鋁陶瓷材料抗熱震性的方法，采用氧化鋁和氧化硅二元配方，其原料配方的重量百分比組成為:氧化招粉85?99.5被％，氧化娃粉0.5?15被％，經(jīng)配料、球磨、成型、燒成后獲得制品。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述氧化鋁粉細度05。為1?29 %氧化硅粉細度05。為1 9 III。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述燒成工序制度為在升、降溫至1380?14601時保溫0.5?2小時。
4.根據(jù)權利要求1-3任一所述的方法制得的產品，其特征在于:所述制品的吸水率(0.5%，抗熱震性優(yōu)于三元配方氧化鋁陶瓷制品。
【文檔編號】C04B35/622GK104310970SQ201410501671
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月27日 優(yōu)先權日:2014年9月27日
【發(fā)明者】石棋 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學院