[发明专利]氧化铝陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化铝陶瓷材料，基本成分以重量百分比计，包括：比表面积为3～9m²/g的氧化铝粉体25‑60份，B、比表面积为10～20m²/g的氧化铝粉体40～50份，高岭土2.8～4份，轻质碳酸钙0.5～1.5份，MgO 0.08～0.5份、氮化锆0.5‑0.9份、铬粉0.8‑1.4份。与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过调节烧结助剂的组分，实现液相表面张力、和氧化铝粉体表面润湿行为的改善，达到提高氧化铝陶瓷理论密度（>4.5g/cm3）、相对密度(>99.5%)，同时不降低氧化铝陶瓷的力学性能。还能降低烧结温度。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料及其制备方法，具体是一种氧化铝陶瓷材料及其制 备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是能源技术、空间技术、汽车工业等的发展，对材料的要求越来越苛刻，迫切需要开发出各种新型的高性能结构材料。氧化铝陶瓷由于强度高、耐高温、绝缘性好、耐腐蚀，并且具有很好的机电性能，广泛的应用于电子、机械、化工等行业。

制备高性能氧化铝陶瓷需要很高的烧结温度，生产成本很高。为了降低成本，实现陶瓷的低温烧结通常引入MgO、SiO2CaO或者MAS、CAS、LAS等玻璃粉作为烧结助剂。单纯的将MgO、SiO2作为烧结助剂引入到商业氧化铝粉体中，可以促进其烧结致密化，但是在降低烧结温度的同时也往往会造成氧化铝陶瓷理论密度的降低，原因在于所采用的玻璃粉的密度低于氧化铝的密度以及由于液相烧结的时候气孔被包裹在液相之中，导致90氧化铝陶瓷理论和相对密度都下降，因而使其应用范围大大受限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种高密度氧化铝陶瓷材料，使其氧化铝烧结温度降低的同时又能使氧化铝陶瓷保持较高的理论密度和相对密度，同时保持较好的力学性能。

本发明还相应提供一种高密度氧化铝陶瓷材料的低温烧结方法，使其在低于现有烧结温度下能够得到高密度氧化铝陶瓷产品。

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种氧化铝陶瓷材料及 其制备方法，具体技术方案如下：

一种氧化铝陶瓷材料，基本成分以重量百分比计，包括：比表面积为3～9m²/g的氧化铝粉体25-60份，B、比表面积为10～20m²/g的氧化铝粉体40～50份，高岭土2.8～4份，轻质碳酸钙0.5～1.5份，MgO 0.08～0.5份、氮化锆0.5-0.9份、铬粉0.8-1.4份。

优选的，所述基本成分以重量百分比计，包括：比表面积为3～9m²/g的氧化铝粉体40-50份，B、比表面积为10～20m²/g的氧化铝粉体40～45份，高岭土3～4份，轻质碳酸钙0.5～1份，MgO 0.08～0.5份、氮化锆0.5-0.9份、铬粉0.8-1.4份。

本发明还提供了一种氧化铝陶瓷材料的加工方法，包括如下步骤：1）配料：将各原料以无水乙醇为介质，均匀混合后用高纯氧化铝磨球球磨10～30h，干燥后过200目筛制得粉体；2）成型：制备的粉体经钢模单轴50～100MPa成型后，再用200～300MPa等静压成型；3）烧结：成型样品在硅钼棒为发热体的高温炉中进行无压烧结，升温速率为3～10℃/min，在1400～1500℃温度下烧结，保温时间为3～5h，然后随炉冷却制得高密度氧化铝陶瓷材料。

优选的，所述的烧结温度为1420～1450℃。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过调节烧结助剂的组分，实现液相表面张力、和氧化铝粉体表面润湿行为的改善，达到提高氧化铝陶瓷理论密度（>4.5g/cm3）、相对密度(>99.5%)，同时不降低氧化铝陶瓷的力学性能。还能降低烧结温度。

具体实施方式