一種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近百年來又出現(xiàn)了許多新的陶瓷品種。它們不再使用 或很少使用粘土、長(zhǎng)石、石英等傳統(tǒng)陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至擴(kuò)大到非硅酸 鹽，非氧化物的范圍，并且出現(xiàn)了許多新的工藝。美國(guó)和歐洲一些國(guó)家的文獻(xiàn)已將 "Ceramic"一詞理解為各種無機(jī)非金屬固體材料的通稱。因此陶瓷的含義實(shí)際上已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超 越過去狹窄的傳統(tǒng)觀念了。
[0003]氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁為主體的陶瓷材料，具有良好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和 耐高溫性，是制造高強(qiáng)度、耐磨損、耐高溫等高性能陶瓷部件的基礎(chǔ)材料，已被廣泛應(yīng)用于 機(jī)械、通訊、半導(dǎo)體、醫(yī)藥、食品、石油、化工、航天航空等領(lǐng)域。但由于氧化鋁陶瓷脆性大，抗 熱震性能較差，熱沖擊是造成氧化鋁陶瓷破壞的重要原因。因此，改善陶瓷材料的抗熱震性 能歷來就是陶瓷材料研究的重大課題之一。使用現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷材料制備的盛燒器皿由 于抗熱震性能差，使用的平均循環(huán)次數(shù)不足10次，這無疑提高了使用成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷及其制備方法， 以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷，由以下按照重量份的原料組成:氧化 錯(cuò)粉90-95份、莫來石8_12份、氮化硼6_12份、氧化錯(cuò)5_9份、氧化坑2_6份、聚乙稀縮丁酸3_5 份。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成:氧化鋁粉91-94份、莫 來石9-11份、氮化硼7-10份、氧化鋯6-8份、氧化鈧3-5份、聚乙烯縮丁醛4-5份。
[0008] 作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成:氧化鋁粉93份、莫來 石I 〇份、氮化硼9份、氧化鋯7份、氧化鈧4份、聚乙烯縮丁醛4份。
[0009] 所述高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷的制備方法，步驟如下：
[0010] 1)稱取氧化鋁粉和氮化硼，干法球磨6-8h，獲得第一混合粉末；
[0011] 2)將第一混合粉末在1150-1180°C下進(jìn)行混合煅燒，煅燒時(shí)間為l_2h，煅燒完畢后 冷卻至室溫，獲得煅燒產(chǎn)物；
[0012] 3)將煅燒產(chǎn)物熱等靜壓處理，溫度為1000-1050°c，壓力為150-200MPa，獲得熱等 靜壓產(chǎn)物；
[0013] 4)將熱等靜壓產(chǎn)物在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500-1530°c，氮?dú)鈿鈮簽?0.5-2MPa，獲得第一燒結(jié)產(chǎn)物；
[0014] 5)將第一燒結(jié)產(chǎn)物粉碎，獲得第一燒結(jié)粉末；
[0015] 6)稱取莫來石、氮化硼、氧化鋯和氧化鈧，并與第一燒結(jié)粉末合并，干法球磨Κ-? 5h， 獲得第二混合粉末；
[0016] 7)稱取聚乙烯縮丁醛，加入至第二混合粉末內(nèi)，繼續(xù)球磨8-10h，獲得胚料；
[0017] 8)將胚料在150MPa下干壓成型，在室溫下干燥后，獲得素坯；
[0018] 9)經(jīng)素坯放入電阻爐中，在壓力為6-10MPa的氮?dú)夥諊聼Y(jié)，獲得高強(qiáng)度且抗熱 震性能好的氧化鋁陶瓷，燒結(jié)方法為:先以3°C/min升溫至1400°C，保溫lh，然后以l°C/min 升溫至1550-1620°C，保溫2h。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的高強(qiáng)度且抗熱震性能好的 氧化鋁陶瓷，其抗彎強(qiáng)度為402-425MPa，且在1000°C保溫30min空冷條件下熱震次數(shù)為114-138次，與現(xiàn)有的氧化鋁陶瓷材料相比，抗彎強(qiáng)度有所提高，而抗震性能更是得到極大的提 升，有利于氧化鋁陶瓷在高溫領(lǐng)域的適用范圍。本發(fā)明制備的高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧 化鋁陶瓷用于生產(chǎn)盛燒器皿，有利于提高盛燒器皿的使用壽命，從而降低了使用成本。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] -種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷，由以下按照重量份的原料組成:氧化 鋁粉90份、莫來石8份、氮化硼6份、氧化鋯5份、氧化鈧2份、聚乙烯縮丁醛3份。
[0023] 本實(shí)施例中所述高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷的制備方法，步驟如下：
[0024] 1)稱取氧化鋁粉和氮化硼，干法球磨6h，獲得第一混合粉末；
[0025] 2)將第一混合粉末在1150°C下進(jìn)行混合煅燒，煅燒時(shí)間為lh，煅燒完畢后冷卻至 室溫，獲得煅燒產(chǎn)物；
[0026] 3)將煅燒產(chǎn)物熱等靜壓處理，溫度為1000°C，壓力為150MPa，獲得熱等靜壓產(chǎn)物；
[0027] 4)將熱等靜壓產(chǎn)物在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1500°C，氮?dú)鈿鈮簽?0.5MPa，獲得第一燒結(jié)產(chǎn)物；
[0028] 5)將第一燒結(jié)產(chǎn)物粉碎，獲得第一燒結(jié)粉末；
[0029] 6)稱取莫來石、氮化硼、氧化鋯和氧化鈧，并與第一燒結(jié)粉末合并，干法球磨12h， 獲得第二混合粉末；
[0030] 7)稱取聚乙烯縮丁醛，加入至第二混合粉末內(nèi)，繼續(xù)球磨8h，獲得胚料；
[0031 ] 8)將胚料在150MPa下干壓成型，在室溫下干燥后，獲得素坯；
[0032] 9)經(jīng)素坯放入電阻爐中，在壓力為6MPa的氮?dú)夥諊聼Y(jié)，獲得高強(qiáng)度且抗熱震 性能好的氧化鋁陶瓷，燒結(jié)方法為:先以3°C/min升溫至1400°C，保溫lh，然后以rC/min升 溫至1550°C，保溫2h。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] -種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷，由以下按照重量份的原料組成:氧化 鋁粉95份、莫來石12份、氮化硼12份、氧化鋯9份、氧化鈧6份、聚乙烯縮丁醛5份。
[0035] 本實(shí)施例中所述高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷的制備方法，步驟如下：
[0036] 1)稱取氧化鋁粉和氮化硼，干法球磨8h，獲得第一混合粉末；
[0037] 2)將第一混合粉末在1180°C下進(jìn)行混合煅燒，煅燒時(shí)間為2h，煅燒完畢后冷卻至 室溫，獲得煅燒產(chǎn)物；
[0038] 3)將煅燒產(chǎn)物熱等靜壓處理，溫度為1050°C，壓力為200MPa，獲得熱等靜壓產(chǎn)物；
[0039] 4)將熱等靜壓產(chǎn)物在氮?dú)夥諊逻M(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1530°C，氮?dú)鈿鈮簽?MPa， 獲得第一燒結(jié)產(chǎn)物；
[0040] 5)將第一燒結(jié)產(chǎn)物粉碎，獲得第一燒結(jié)粉末；
[0041] 6)稱取莫來石、氮化硼、氧化鋯和氧化鈧，并與第一燒結(jié)粉末合并，干法球磨15h， 獲得第二混合粉末；
[0042] 7)稱取聚乙烯縮丁醛，加入至第二混合粉末內(nèi)，繼續(xù)球磨10h，獲得胚料；
[0043] 8)將胚料在150MPa下干壓成型，在室溫下干燥后，獲得素坯；
[0044] 9)經(jīng)素坯放入電阻爐中，在壓力為IOMPa的氮?dú)夥諊聼Y(jié)，獲得高強(qiáng)度且抗熱震 性能好的氧化鋁陶瓷，燒結(jié)方法為:先以3°C/min升溫至1400°C，保溫lh，然后以rC/min升 溫至1620°C，保溫2h。
[0045] 實(shí)施例3
[0046] -種高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷，由以下按照重量份的原料組成:氧化 鋁粉93份、莫來石10份、氮化硼9份、氧化鋯7份、氧化鈧4份、聚乙烯縮丁醛4份。
[0047] 本實(shí)施例中所述高強(qiáng)度且抗熱震性能好的氧化鋁陶瓷的制備方法，步驟如下：
[0048] 1)稱取氧化鋁粉和氮化硼，干法球磨7h，獲得第一混合粉末；
[0049] 2)將第一混合粉末在1160°C下進(jìn)行混合煅燒，煅燒時(shí)間為1.5h，煅燒完畢后冷卻 至室溫，獲得煅燒產(chǎn)物；
[0050] 3)將煅燒產(chǎn)物熱等靜壓處理，溫度為1025°C，壓力為180MP