[发明专利]一种轻质量级的氧化铝防弹陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防弹陶瓷的制备方法，具体涉及一种轻质量级的氧化铝防弹陶瓷的制备方法。

背景技术

陶瓷材料具有高硬度和低密度的特点，是优良的防护（如防弹）材料之一。Al₂O₃防弹陶瓷由于抗弹能力较好，密度适中，且具有烧结性能好，工艺成熟，制品尺寸稳定，生产成本低且原料丰富等优点，因而得以广泛的使用。但是其硬度和韧性偏低，因此发展新型氧化铝防弹陶瓷是目前国内外的研究重点。

目前对陶瓷材料的研究指出，陶瓷材料的微观组织偏差会导致防弹系数出现较大的分散度，因此通过调整工艺降低微观组织的偏差从而改善陶瓷材料的防护系数的分散程度，同时优化陶瓷材料的防弹性能，对氧化铝防弹陶瓷的应用有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质量级的氧化铝防弹陶瓷的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种轻质量级的氧化铝防弹陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

（1）配料：基础配料包括95～99质量份的α-Al₂O₃，0.5～1.5质量份的高岭土，0.5～1.0质量份的烧滑石，3～8质量份的BC晶须或BC晶粒；将基础配料放入球磨机中湿混，烘干，过300～400目筛；

（2）成型：采用注凝成型方法；

（3）烧成：1500～1800℃，保温时间3～5小时。

步骤（2）注凝成型的预混液组成为：丙烯酰胺30～35%，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺1～1.5%，聚丙烯酸铵2.5～3.5%，余量为水，按质量百分比计。

预混液的加入量为基础配料的10～25%，按质量百分比计。

注凝成型的具体操作为：

1）将基础配料和预混液加入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空，直到真空度达到－0.1MPa，保持10～15 min，得到初始浆料；

2）再加入初始浆料总重量0.3～0.4%的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺作为催化剂，在－0.1MPa，的真空条件下充分搅拌均匀，再加入重量浓度为4～6%的过硫酸铵溶液0.2～0.4%作为引发剂，继续搅拌直到均匀分散于初始浆料中得到成型浆料；

3）将成型浆料注入防弹陶瓷板的模腔中，固化25～35 min脱模得到坯体；

4）将坯体烘干后装炉烧成。

作为优选的，所述防弹陶瓷的基础原料中还包括0.3～0.5质量份的Y₂O₃和0.5～0.75质量份的La₂O₃。

作为优选的，所述α-Al₂O₃的径粒≤2.5μm。

作为优选的，所述烧成温度为1650～1700℃。

本发明的有益效果在于：

本发明通过对制备工艺进行改良，使防弹陶瓷的硬度、韧性等大幅提高，采用注凝成型工艺，能直接生产大片产品，且内部结构均匀一致，产品安全性能好。此外，所得防弹陶瓷的密度小，达到轻质的目的。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。以下实施例中所用α-Al₂O₃的径粒≤2.5μm，高岭土和烧滑石磨粉后过325目筛。

实施例1

一种轻质量级的氧化铝防弹陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

1、制备基础配料：基础配料包括95质量份的α-Al₂O₃，1.5质量份的高岭土，0.5质量份的烧滑石，3质量份的BC晶须；将基础配料放入球磨机中湿混，烘干，过300目筛；

2、制备注凝成型预混液：丙烯酰胺30%，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺1.5%，聚丙烯酸铵2.5%，余量为水，按质量百分比计。

预混液的用量为基础配料重量的10%。

3、注凝成型：

（1）将基础配料和预混液加入真空搅拌机中，边搅拌边抽真空，直到真空度达到－0.1MPa，保持10～15 min，得到初始浆料；

（2）再加入初始浆料总重量0.3%的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺作为催化剂，在－0.1MPa，的真空条件下充分搅拌均匀，再加入重量浓度为4%的过硫酸铵溶液0.4%作为引发剂，继续搅拌直到均匀分散于初始浆料中得到成型浆料；