[发明专利]氧化铝陶瓷材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料制备领域。

背景技术

95瓷是具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀和抗热震性好等综合的优良性能；另外，其价格比氧化锆、锆增韧氧化铝便宜，因此获得十分广泛的应用，销售额也在精细陶瓷中占据首位，国内生产企业达数百家之多。然而由于95瓷的烧结温度高达1650-1700℃，窑炉、窑具投资大，能耗高，特别在当前煤、油、电供应紧张的情况下，显著增加生产成本，限制它更广泛的应用。如何利用常规的95瓷生产原料，在改进配方和改善工艺的情况下降低其烧结温度，节约能源成为95瓷生产急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化铝陶瓷材料的制备方法，参数可控性强、烧结温度低、可重复性高，制得的产品一致性好、耐磨性和稳定性高。

本发明所述的氧化铝陶瓷材料的制备方法，有效的原料如下：

氧化铝粉        90.50-93.25%，

高岭土          3.92-5.02%，

轻质碳酸钙      0.13-1.57%，

碳酸镁          2.42-3.97%。

本发明所述的氧化铝陶瓷材料的制备方法，步骤如下：

将上述原料、水、分散剂和粘结剂球磨后干燥并研磨得到粉体；粉体过筛、除铁后加入脱模剂混合均匀，然后压制成坯体；坯体高温烧结，即得。

所述的分散剂为ISOBAM-110，分散剂的质量是上述原料总质量的0.01-0.03%。

所述的粘结剂为ISOBAM-104，粘结剂的质量是上述原料总质量的0.01-0.03%。

所述的球磨过程中研磨球、原料和水的质量比为3.8-4.2:0.9-1.1:0.7-0.9。

所述的研磨球是氧化铝球或玛瑙球中的一种或两种按任意比例混合。

所述的球磨过程中浆料粒度是D50为1.31-1.45μm，D90为1.87-2.14μm。

所述的脱模剂为硬脂酸镁或硬脂酸钡中的一种，脱模剂的质量是上述原料总质量的0.4-0.8%。

所述的球磨过程是将上述原料和分散剂置于球磨罐中，以水为分散介质，球磨38-42h；然后加入粘结剂，再次球磨7-9h得到浆料。

所述的粉体制备为浆料在温度75-85℃下干燥20-28h，并研磨1-2h后过200目筛、除铁得到粉体。

所述的坯体压制的压力为4.0-6.0MPa，保压时间为50-70s。

所述的高温烧结的温度为1560-1580℃，高温烧结的时间为2-4h。

所述的分散剂和粘结剂购自日本可乐丽公司。

所述的水优选去离子水。

在粉体制备时，磨料的方式对粉体的粒度和均匀性有着重要的影响。本发明采用湿磨的方式，引入新型分散剂ISOBAM-110，以去离子水为球磨介质，在液相的氛围下球磨，由于表面张力和分散剂的作用，提高了粉体的球磨活性；而且根据选取具体原料和配方的不同，通过多次实验确定水料球比例和球磨时间，使球磨更充分，这样得到的粉体粒度均匀、分散性好，颗粒尺寸小，经成型烧结后得到的材料成瓷性好，一致性好，烧结温度低，稳定性高。

本发明在粉体成型时，引入新型的ISOBAM-104粘结剂，采用适量的硬脂酸镁或硬脂酸钡为脱模剂，在保证粉体成型时坯体完整性、均匀性的同时，还有效消除了坯体与压片模具的粘结，从经济上考虑，不仅延长了模具的使用寿命；而且以ISOBAM-104替代了传统的聚乙烯醇（PVA）粘结剂，用量极少，效果更好，成本更低，易于大规模生产。

在坯体烧结时，本发明根据添加剂的种类和含量有针对性地设计和优化了烧结程序，合理控制各阶段的升温速度与保温时间，有效排除各种有机添加剂，消除陶瓷体内的气孔。得到烧结温度低、致密度高、机械强度高的材料。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明参数可控性强、烧结温度低、可重复性高、能耗低、生产成本低，制得的产品一致性好、耐磨性和稳定性高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1