[发明专利]含陶瓷料粒的粉末

说明书

技术领域

本发明涉及一种包含基于陶瓷的料粒的粉末、涉及一种用于生产此类料粒的方法、并且涉及一种由此类料粒获得的烧结的零件。

背景技术

在基于陶瓷的烧结零件中，其机械强度随着零件中缺陷的数量而减小并且随着密度而增加。

JP8217448说明了使用基于氧化锆的料粒用于增加烧结后的密度以及三点弯曲强度。这些料粒是通过对滑浆（slip）进行喷雾干燥而获得的，其比重被调节为在0.80与1.2g/cm³之间。这个比重是通过强烈的搅拌并且还通过使用发泡剂或泡沫抑制剂来进行调节的。这些实例还披露了向这种滑浆中加入3%（作为干物质的百分比）的丙烯酸树脂。这些料粒具有在0.01与0.2mm之间的直径以及约60微米的中值直径。它们允许在预成型件的生产过程中良好的模具填充并且具有在成型压力的作用下变形的能力，由此限制了压制后在预成型件中存在的缺陷的数目。

然而，在JP8217448中说明的料粒并不适合于生产具有大尺寸的零件，并且特别是用于生产具有大于100cm³体积的零件。的确，从JP8217448中说明的料粒获得的具有大尺寸的零件在烧结之后可表现在其内芯中的裂缝以及还有表面缺陷，主要是片脱落缺陷。

对于以下粉末存在恒定的需要，该粉末使之有可能生产烧结的基于陶瓷材料的具有大于100cm³体积的零件，特别是其中所有的尺寸都是大于2cm，同时具有良好的机械性能水平以及高密度。

本发明的一个目的就是满足这种需要。

发明内容

本发明提出了一种具体地旨在用于生产陶瓷烧结的零件的包含料粒的粉末，所述粉末具有以下基于干物质按重量计的化学组成：

陶瓷材料以及，可选地用于所述陶瓷材料的稳定剂：以达到100%；

至少1.0%的第一粘结剂，该第一粘结剂具有小于或等于25°C的玻璃化转变温度（Tg）；

0-4%的另外的粘结剂，该另外的粘结剂具有大于25°C的玻璃化转变温度；

0-4%的不同于该第一粘结剂以及该另外的粘结剂的临时性添加剂，所述第一粘结剂、所述另外的粘结剂以及所述临时性添加剂的总含量小于9.0%；

0-15%的用于烧结所述陶瓷材料的添加剂；

小于2.0%的杂质；

该粉末的中值直径D₅₀在80与130μm之间，百分位数D_99.5小于500μm并且这些颗粒的相对密度在30%与60%之间。

优选地，大于80%，大于90%，或甚至实质上100%的这些料粒具有根据该粉末组分的组成。

如在本说明的其余部分将会更详细地看到，诸位发明人已经发现了根据本发明的料粒尺寸的具体分布使之有可能获得优异的机械性能水平，前提是该第一粘结剂、另外的粘结剂以及该临时性添加剂的总含量被限制为小于9.0%。诸位发明人事实上已经发现，与这种在与中值直径成比例地增加粘结剂的含量的通常的惯例不同，有利的是在提出权利要求的中值直径范围内将第一粘结剂的含量保持为相对较低。具体地讲，他们已经发现了第一粘结剂在含量上的这种限制限制了出现永久性的内部缺陷，即，在这种通过压制所述料粒而获得的预成型件的烧结过程中缺陷未被去除。

诸位发明人还观察到，与这种在加入具有高玻璃化转变温度的粘结剂以改进生坯状态的机械强度的通常惯例不同，有利的是选择具有小于25°C的玻璃化转变温度的粘结剂。事实上他们已经观察到这种类型的粘结剂有利于在压制过程中料粒的变形，然而没有不可接受地减小它们在生坯状态中的机械强度。

使用具有低玻璃化转变温度的粘结剂是与一种技术预见相反的，根据这种预见，在生坯状态中的机械强度被认为是随着该粘结剂的玻璃化转变温度而减小。

根据本发明的粉末还可以包含以下可选的并且优选的特征中的一种或多种：

该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成：氮化物、碳化物、氧化物、氧碳氮化物、及其混合物。

优选地，

该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成：氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化钛及其混合物，该氮化物优选地是氮化硅；和/或，

该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成：碳化钛、碳化硅、碳化钨、碳化锆及其混合物，该碳化物优选地是碳化硅；和/或，

该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成：

氧化铝，

氧化锆，

含氧化锆稳定剂的氧化锆，

含氧化锆稳定剂的氧化铝与氧化锆混合物，