氧化鋁陶瓷粉料、氧化鋁陶瓷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及陶瓷領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種氧化侶陶瓷及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于精密電阻的氧化侶陶瓷棒一般由96%的氧化侶制備而成，然而其抗彎 強(qiáng)度只有300MPa左右，該強(qiáng)度的氧化侶陶瓷棒在組裝過(guò)程和使用過(guò)程中容易受力斷裂，直 接影響電阻的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種氧化侶陶瓷粉料，該粉料能夠制備出具有較高抗彎強(qiáng)度 的氧化侶陶瓷。
[0004] 此外，還提供一種氧化侶陶瓷及其制備方法。
[0005] -種氧化侶陶瓷粉料，按照質(zhì)量百分含量包括:85%~95%的氧化侶粉、2%~6% 的二氧化鐵粉、2.5%~8%的氧化儀粉及0.5%~1.5%的納米陶瓷粉體，其中，所述納米陶 瓷粉體為氧化銘粉或氮化娃粉。
[0006] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述納米陶瓷粉體的顆粒粒徑為10~40納米。
[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化侶粉、所述二氧化鐵粉、所述氧化儀粉的顆粒粒徑 均為0.5~3微米。
[000引一種氧化侶陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
[0009] 按照如下質(zhì)量百分含量稱(chēng)取組分:85 %~95 %的氧化侶粉、2 %~6 %的二氧化鐵 粉、2.5%~8%的氧化儀粉及0.5%~1.5%的納米陶瓷粉體，所述納米陶瓷粉體為氧化銘 粉或氮化娃粉；
[0010] 將所述氧化侶粉、所述二氧化鐵粉、所述氧化儀粉及所述納米陶瓷粉體混合，得到 生料粉末;及
[0011] 將所述生料粉末裝入模具，經(jīng)脈沖電流燒結(jié)后得到氧化侶陶瓷。
[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，將所述氧化侶粉、所述二氧化鐵粉、所述氧化儀粉及所述納 米陶瓷粉體混合的步驟具體為:將所述氧化侶粉、所述二氧化鐵粉、所述氧化儀粉及所述納 米陶瓷粉體采用濕法球磨混合30~36小時(shí)，得到漿料，再將漿料干燥，得到所述生料粉末。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述濕法球磨的步驟中采用乙醇或水作為溶劑。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，將所述漿料干燥的步驟具體為:將所述漿料自然干燥10~ 12小時(shí)，然后再于50~60°C烘箱干燥12~15小時(shí)。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述生料粉末的質(zhì)量含水率為1%W下。
[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述脈沖電流燒結(jié)的步驟具體為：先W50~100°C/分鐘的 升溫速率升溫至900~1100°C保溫30~60分鐘；再W50~lOOtV分鐘的升溫速率升溫至 1200~1300°C后，接著對(duì)所述模具施加200~300MPa的軸向壓力，并保溫保壓20~30分鐘。
[0017] -種由上述氧化侶陶瓷的制備方法制備得到的氧化侶陶瓷。
[0018] 上述氧化侶陶瓷粉料通過(guò)采用二氧化鐵粉和氧化儀粉對(duì)氧化侶粉進(jìn)行滲雜改性， 二氧化鐵和氧化儀能夠W玻璃相的形式分布于氧化侶陶瓷的晶界處，從而大大增強(qiáng)了氧化 侶晶粒間的可滑動(dòng)性，從而使材料表現(xiàn)出較高的斷裂初性，使得氧化侶陶瓷的抗彎性能顯 著提高，安全性更佳;氧化銘或碳化娃納米粉的加入能夠使納米尺寸的第二相均勻分散于 基質(zhì)中，并能夠很好地抑制氧化侶晶粒的生長(zhǎng)，進(jìn)一步提高了氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為一實(shí)施方式的氧化侶陶瓷的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中 給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文 所描述的實(shí)施例。相反地，提供運(yùn)些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透 徹全面。
[0021] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具 體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包括一個(gè)或多個(gè)相 關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0022] -種氧化侶陶瓷粉料，按照質(zhì)量百分含量包括如下組分:85%~95%的氧化侶粉、 2 %~6 %的二氧化鐵粉、2.5 %~8 %的氧化儀粉及0.5 %~1.5 %的納米陶瓷粉體。
[0023] 進(jìn)一步的，氧化侶陶瓷粉料按照質(zhì)量百分含量包括如下組分:91%~95%的氧化 侶粉、2 %~3.5 %的二氧化鐵粉、2.5 %~5 %的氧化儀粉及0.5 %~1.0 %的納米陶瓷粉體。
[0024] 具體的，納米陶瓷粉體的顆粒粒徑為10~40納米。
[0025] 其中，氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉的顆粒粒徑均在0.5~3微米。
[00%]其中，納米陶瓷粉體為氧化銘粉或氮化娃粉。
[0027] 上述氧化侶陶瓷粉料通過(guò)采用二氧化鐵粉和氧化儀粉對(duì)氧化侶粉進(jìn)行滲雜改性， 二氧化鐵和氧化儀能夠W玻璃相的形式分布于氧化侶陶瓷的晶界處，從而大大增強(qiáng)了氧化 侶晶粒間的可滑動(dòng)性，從而使材料表現(xiàn)出較高的斷裂初性，使得氧化侶陶瓷的抗彎性能顯 著提高，安全性更佳;氧化銘或碳化娃納米粉的加入能夠使納米尺寸的第二相均勻分散于 基質(zhì)中，并能夠很好地抑制氧化侶晶粒的生長(zhǎng)，進(jìn)一步提高了氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng)度。
[0028] 如圖1所示，一實(shí)施方式的氧化侶陶瓷的制備方法，包括如下步驟：
[00巧]步驟S110:按照如下質(zhì)量百分含量稱(chēng)取組分:85 %~95 %的氧化侶粉、2 %~6 %的 二氧化鐵粉、2.5 %~8 %的氧化儀粉及0.5 %~1.5 %的納米陶瓷粉體。
[0030] 進(jìn)一步的，按照如下質(zhì)量百分含量稱(chēng)取組分:91 %~95 %的氧化侶粉、2%~3.5 % 的二氧化鐵粉、2.5%~5%的氧化儀粉及0.5%~1.0%的納米陶瓷粉體。
[0031 ]其中，納米陶瓷粉體為氧化銘粉或氮化娃粉。
[0032]采用二氧化鐵粉和氧化儀粉對(duì)氧化侶粉進(jìn)行滲雜改性，二氧化鐵和氧化儀能夠W 玻璃相的形式分布于氧化侶陶瓷的晶界處，從而大大增強(qiáng)了氧化侶晶粒間的可滑動(dòng)性，從 而使材料表現(xiàn)出較高的斷裂初性，使得氧化侶陶瓷的抗彎性能顯著提高，安全性更佳;氧化 銘或碳化娃納米粉的加入能夠使納米尺寸的第二相均勻分散于基質(zhì)中，并能夠很好地抑制 氧化侶晶粒的生長(zhǎng)，進(jìn)一步提高了氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng)度。
[0033] 具體的，納米陶瓷粉體的顆粒粒徑為10~40納米。
[0034] 其中，氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉的顆粒粒徑均在0.5~3微米。
[0035] 步驟S120:將氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉及納米陶瓷粉體混合，得到生料粉 〇
[0036] 具體的，將氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉及納米陶瓷粉體混合的步驟具體為： 將氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉及納米陶瓷粉體采用濕法球磨混合30~36小時(shí)，得到漿 料，將漿料干燥，得到生料粉末。
[0037] 其中，濕法球磨的步驟中采用乙醇或水作為溶劑。
[0038] 具體的，將漿料干燥的步驟具體為:將漿料自然干燥10~12小時(shí)，然后再于50~60 °(：烘箱干燥12~15小時(shí)。通過(guò)室溫干燥和烘箱干燥W使?jié){料中的乙醇和水揮發(fā)，W防止生 料粉末在后續(xù)成型燒結(jié)過(guò)程中變形。
[0039] 其中，生料粉末的質(zhì)量含水率為1%W下，W防止在后續(xù)燒結(jié)過(guò)程中開(kāi)裂。即在濕 法球磨混合30~36小時(shí)，將生料粉末干燥至質(zhì)量含水率為1 % W下。
[0040] 步驟S130:將生料粉末裝入模具，經(jīng)脈沖電流燒結(jié)后得到氧化侶陶瓷。
[0041] 具體的，脈沖電流燒結(jié)的步驟具體為:先W50~lOOtV分鐘的升溫速率升溫至900 ~1100°C保溫30~60分鐘;再W50~100°C/分鐘的升溫速率升溫至1200~1300°C后，接著 對(duì)模具施加200~300MPa的軸向壓力，并保溫保壓20~30分鐘。
[0042] 上述氧化侶陶瓷的制備方法通過(guò)使用上述配方的原料，并通過(guò)配合上述高壓脈沖 電流燒結(jié)法，使得制備得到的氧化侶陶瓷的致密度更高，有利于提高氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng) 度，使得上述氧化侶陶瓷的制備方法制備得到的氧化侶陶瓷具有較高的抗彎強(qiáng)度。
[0043] -種由上述氧化侶陶瓷的制備方法制備得到的氧化侶陶瓷，由于該氧化侶陶瓷采 用上述配方和上述制備方法制備得到，使得其具有較高的抗彎強(qiáng)度。
[0044] W下為具體實(shí)施例部分：
[0045] 實(shí)施例1
[0046] 本實(shí)施例的氧化侶陶瓷的制備過(guò)程如下：
[0047] (1)按照如下質(zhì)量百分含量稱(chēng)取組分:95%的氧化侶粉、2%的二氧化鐵粉、2.5% 的氧化儀粉及0.5%的納米氧化銘粉，其中，氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉的顆粒粒徑均 為0.5~1微米，納米氧化銘粉的顆粒粒徑為10~25納米。
[0048] (2)將氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉及納米氧化銘粉裝入球磨機(jī)中，加入乙醇， 氧化錯(cuò)球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)。再W300轉(zhuǎn)/分鐘的速率球磨混合30小時(shí)，得到漿料，將漿料自然干燥 10小時(shí)，然后再于50°C烘箱干燥12小時(shí)，得到質(zhì)量含水率為1 % W下的生料粉末。
[0049] (3)將步驟(2)得到的生料粉末過(guò)100目篩網(wǎng)，再裝入模具中，采用脈沖電流的方法 燒結(jié)：W50°C/分鐘升溫速率升溫至1000°C保溫1小時(shí)，再W50°C/分鐘升溫速率升溫至1200 °(：后，對(duì)模具施加200MPa的軸向壓力，并保溫保壓20分鐘，然后冷卻，得到氧化侶陶瓷。
[0050] 根據(jù)GBT 6569-2006采用Ξ點(diǎn)抗彎法測(cè)試本實(shí)施例的氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng)度，得 到本實(shí)施例的氧化侶陶瓷的抗彎強(qiáng)度見(jiàn)表1。
[0化1]實(shí)施例2
[0052] 本實(shí)施例的氧化侶陶瓷的制備過(guò)程如下：
[0053] (1)按照如下質(zhì)量百分含量稱(chēng)取組分:91%的氧化侶粉、3.5%的二氧化鐵粉、5% 的氧化儀粉及0.5%的納米氮化娃粉，其中，氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉的顆粒粒徑均 為1~2微米，納米氮化娃粉的顆粒粒徑為30~40納米。
[0054] (2)將氧化侶粉、二氧化鐵粉、氧化儀粉及納米氮化娃粉裝入球磨機(jī)中，加入水為 溶劑，氧化錯(cuò)球?yàn)榍蚰ソ橘|(zhì)。再W300轉(zhuǎn)/分鐘的速率球磨混合30小時(shí)，得到漿料。將漿料自 然干燥10小時(shí)，然后再于50°C烘箱干燥12小時(shí)，得到生料粉末。
[0055] (3)將步驟(2)得到的生料粉末過(guò)100目篩網(wǎng)，再裝入模具中，采用脈沖電流的方法 燒結(jié)：WlOOtV分鐘升溫速率升溫至900°C保溫1小