[发明专利]钛酸铝陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛酸铝陶瓷的制备方法，尤其涉及干式制备钛酸铝陶瓷的方法。

背景技术

众所周知，钛酸铝陶瓷是通过烧结钛源粉末与氧化铝源粉末而得到的、耐热性优异的陶瓷。例如，在非专利文献1(Key Engineering MaterialsVol.336-338(2007)P1327-1330)中，公开了将二氧化钛源粉末与氧化铝源粉末在分散于水中的状态下粉碎，通过蒸发干固馏去水分得到粉末状的预混合物后，对得到的预混合物烧结的方法。

另外，在专利文献1(WO2005/105704号公报)中公开了在少量有机成分形成的各种助剂的存在下，将二氧化钛源粉末与氧化铝源粉末粉碎，对得到的粉末状预混合物进行烧结的方法。

但是，在这样的现有的制备方法中，存在着烧结预混合物到得到钛酸铝陶瓷为止需要花很长时间这一问题。

发明内容

因此，本发明人为了开发出可在更短时间烧结预混合物而制备出钛酸铝陶瓷的方法进行了悉心研究，从而完成了本发明。

即，本发明提供一种钛酸铝陶瓷的制备方法，其特征在于，将二氧化钛源粉末与氧化铝源粉末混合，在粉碎介质共存下以加速度2G以上的粉碎条件进行干式粉碎，得到预混和物，对得到的预混和物进行烧结。

在上述制备方法中，相对于按二氧化钛换算的二氧化钛源粉末的使用量与按氧化铝换算的氧化铝源粉末的使用量的总量每100质量份，按二氧化钛换算的二氧化钛源粉末的使用量优选为30-70质量份。

在本发明中，优选将所述二氧化钛源粉末及所述氧化铝源粉末与氧化镁源粉末一起混合，另外，还可以将所述二氧化钛源粉末及所述氧化铝源粉末与二氧化硅源粉末一起混合。所述二氧化硅源粉末优选为长石或玻璃料的粉末。在上述制备方法中，优选利用振动磨进行粉碎。所述振动磨优选振幅为2-20mm，振动频率为500-5000次/分钟。

在上述制备方法中，相对于按二氧化钛换算的二氧化钛源粉末的使用量与按氧化铝换算的氧化铝源粉末的使用量的总量每100质量份，按氧化镁换算的氧化镁源粉末的使用量优选为10质量份以下。进一步优选相对于按二氧化钛换算的二氧化钛源粉末的使用量与按氧化铝换算的氧化铝源粉末的使用量的总量每100质量份，按二氧化硅换算的二氧化硅源粉末的使用量为20质量份以下。

并且本发明中还包含钛酸铝陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，利用上述任一制备方法得到钛酸铝陶瓷，将得到的钛酸铝陶瓷破碎。

进而，本发明还包括一种包含二氧化钛源粉末及氧化铝源粉末，通过烧结可形成钛酸铝陶瓷的预混合物的制备方法，其特征在于，将二氧化钛源粉末与氧化铝源粉末混合，在加速度2G以上的粉碎条件下进行干式粉碎。

根据本发明的制备方法，能够在短时间烧结预混合物，制备出钛酸铝陶瓷。

具体实施方式

作为用于本发明制备方法的二氧化钛源粉末，可举出例如氧化钛的粉末。作为氧化钛，可举出例如氧化钛(IV)、氧化钛(III)、氧化钛(II)等，优选使用氧化钛(IV)。氧化钛(IV)的晶型，可举出锐钛矿型、金红石型、板钛矿型等，也可以是非晶形，更优选为锐钛矿型、金红石型。

在二氧化钛源粉末中还包含通过单独在空气中烧结而可形成二氧化钛(氧化钛)的化合物的粉末。作为这样的化合物，可举出例如钛盐、钛醇盐、氢氧化钛、氮化钛、硫化钛、钛金属等。

作为钛盐，具体可举出三氯化钛、四氯化钛、硫化钛(IV)、硫化钛(VI)、硫酸钛(IV)等。作为钛醇盐，具体可举出乙醇钛(IV)、甲醇钛(IV)、叔丁醇钛(IV)、异丁醇钛(IV)、正丙醇钛(IV)、四异丙醇钛(IV)以及它们的螯合物等。

在本发明中，二氧化钛源粉末可以仅使用1种，也可以并用2种以上。

作为二氧化钛源粉末，优选为氧化钛的粉末。

二氧化钛源粉末可以包含来自原料的、或者在制造工序中混入的不可避免的杂质。

作为氧化铝源粉末，可举出例如氧化铝(氧化铝)的粉末。作为氧化铝的晶型，可举出γ型、δ型、θ型、α型等，也可以是无晶形。作为氧化铝源粉末优选为α型的氧化铝。

氧化铝源粉末可以是通过单独在空气中烧结而可形成氧化铝的化合物的粉末。作为这样的化合物，可举出例如铝盐、烷醇铝、氢氧化铝、金属铝等。

铝盐可以是与无机酸形成的无机盐，也可以是与有机酸形成的有机盐。作为铝无机盐，可具体举出例如硝酸铝、硝酸铵铝等铝硝酸盐；碳酸铵铝等铝碳酸盐等。作为铝有机盐，可举出例如草酸铝、乙酸铝、硬脂酸铝、乳酸铝、月桂酸铝等。