[发明专利]一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性，特别是在热性能和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；但同时也有它的缺点，如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。

新型陶瓷材料采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料，具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，因此，又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

发明内容

针对上述的需求，本发明的目的是提供了一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种耐热导电陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：

纳米氧化铝95-98份，

乙二醇5-8份，

氧化钡3-5份，

纳米二氧化钛1-1.5份，

氟锆酸钾0.05-0.2份，

纳米碳纤维0.02-0.2份，

碳酸锰0.02-0.04份，

四氧化三钴0.02-0.03份，

电气石粉0.01-0.03份，

煤矸石0.01-0.02份，

三氧化二钇0.01-0.02份。

所述组分还包括颜料0-0.5重量份。

所述组分还包括氮化硼0-0.5重量份。

所述组分还包括铝酸钙0-0.2重量份。

所述乙二醇的平均分子量为8000-10000。

一种耐热导电陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）称取纳米氧化铝95-98重量份、乙二醇5-8重量份、纳米碳纤维0.02-0.2重量份、四氧化三钴0.02-0.03重量份、电气石粉0.01-0.03重量份、煤矸石0.01-0.02重量份、三氧化二钇0.01-0.02重量份、颜料0-0.5重量份、氮化硼0-0.5重量份和铝酸钙0-0.2重量份，采用湿式球磨法混合2-3小时；

（2）在惰性气氛下加入氧化钡3-5重量份、纳米二氧化钛1-1.5重量份、氟锆酸钾0.05-0.2重量份和碳酸锰0.02-0.04重量份，升温至900-950℃，保温2-3小时，压制成型，在1100-1250℃中烧结2-3小时；

（3）将步骤2的产物，10℃/min的降温速率，将温度降至750-800℃，保温1-2小时，自然冷却，得到耐热导电陶瓷材料。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

（1）本发明制得的耐热导电陶瓷材料具有耐高温、机械强度、耐腐蚀性能和耐磨性，而且具有导电率高、重量轻、抗拉强度高和寿命长的特点。

（2）本发明制得的耐热导电陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性和耐候性。

（3）本发明的耐热导电陶瓷材料，其制备方法简单，易于工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

（1）称取纳米氧化铝95kg、平均分子量为8000的乙二醇5kg、纳米碳纤维0.02kg、四氧化三钴0.02kg、电气石粉0.01kg、煤矸石0.01kg、三氧化二钇0.01kg、颜料0.5kg、氮化硼0.5kg和铝酸钙0.2kg，采用湿式球磨法混合2小时；

（2）在惰性气氛下加入氧化钡3kg、纳米二氧化钛1kg、氟锆酸钾0.05kg和碳酸锰0.02kg，升温至900℃，保温2小时，压制成型，在1100℃中烧结2小时；

（3）将步骤2的产物，10℃/min的降温速率，将温度降至750℃，保温1小时，自然冷却，得到耐热导电陶瓷材料。

制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。

实施例2

（1）称取纳米氧化铝95kg、平均分子量为8000的乙二醇5kg、纳米碳纤维0.02kg、四氧化三钴0.02kg、电气石粉0.01kg、煤矸石0.01kg和三氧化二钇0.01kg，采用湿式球磨法混合2小时；

（2）在惰性气氛下加入氧化钡3kg、纳米二氧化钛1kg、氟锆酸钾0.05kg和碳酸锰0.02kg，升温至900℃，保温2小时，压制成型，在1100℃中烧结2小时；