[发明专利]低膨胀陶瓷坯料及其制备方法和应用

说明书

本专利提供一种低膨胀陶瓷坯料的制备方法，包括以下步骤：提供原料，所述原料按重量百分比计包括以下组分：堇青石15％～20％，透锂长石16％～20％，滑石16％～20％，莫来石4％～7％和高岭土40％～43％；将所述滑石、所述莫来石、所述高岭土和溶剂进行湿法球磨，制得粒度分布中D97为12～15μm的初级坯料；将所述堇青石、所述透锂长石和所述初级坯料进行湿法球磨，制得粒度分布中D97为60～80μm的低膨胀陶瓷坯料。该制备方法不仅减少了透锂长石的用量，降低了原料成本，而且其制得的低膨胀陶瓷坯料适用于设备成本较低的滚压成型，而不限于使用等静压成型。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别是涉及低膨胀陶瓷坯料及其制备方法和应用。

背景技术

陶瓷材料根据其热膨胀系数α的大小分为三类：高膨胀类，中膨胀类和低膨胀类，其中，低膨胀类的热膨胀系数α＜2×10^-6·℃^-1。低膨胀陶瓷在耐热冲击性方面有着优异的性能，应用非常广泛，因此开发低膨胀陶瓷具有非常重要的意义。

传统的低膨胀陶瓷均是以锂辉石或透锂长石为主要原料，随着锂电池的产量日益增长，锂辉石和透锂长石等锂矿石的供应日趋紧张，锂矿石的价格也飞速上涨，传统的低膨胀陶瓷的原料成本高居不下。因此，开发一种不完全依赖锂矿石为原料的低膨胀陶瓷成为技术发展的主要方向。目前，堇青石作为锂辉石和透锂长石的替代品，其应用具有很大的局限性：若要使陶瓷产品的热膨胀系数达到低膨胀类的标准，则需堇青石在陶瓷坯料中所占的比例达到65％以上，从而导致陶瓷坯料中塑性粘土的比例无法达到40％以上，因此这种陶瓷坯料仅适用于干压成型和等静压成型结合的成型处理。然而，等静压成型相较于传统的滚压成型具有设备成本高、适用范围窄及生产效率低等缺点。

发明内容

基于此，有必要提供一种减少锂矿石用量的且适用于滚压成型的低膨胀陶瓷坯料及其制备方法和应用。

一种低膨胀陶瓷坯料的制备方法，包括以下步骤：

提供原料，原料按重量百分比计包括以下组分：堇青石15％～20％，透锂长石16％～20％，滑石16％～20％，莫来石4％～7％和高岭土40％～43％；

将滑石、莫来石和高岭土进行湿法球磨，制得粒度分布中D97为12～15μm的初级坯料；

将堇青石、透锂长石和初级坯料进行湿法球磨，制得粒度分布中D97为60～80μm的低膨胀陶瓷坯料。

该制备方法减少了透锂长石的用量，降低了原料成本。由该制备方法制得的低膨胀陶瓷坯料适用于设备成本较低的滚压成型，而不限于使用等静压成型，同时由于其组分的粒径大小的差异，使其在随后的烧制过程中能够形成由堇青石相和透锂长石固溶体晶相组成的复合晶相，使最终制得的低膨胀陶瓷的热膨胀系数满足低膨胀类的标准。

在其中一个实施例中，按重量百分比计，堇青石为15％～18％，透锂长石为17％～19％，滑石为18％～20％，莫来石为4％～5％及高岭土为41％～42％。

在其中一个实施例中，原料中堇青石和透锂长石的粒径为40～80目，滑石、莫来石和高岭土的粒径为200～325目。

在其中一个实施例中，原料中含有不超过4％的锂辉石，锂辉石的粒径为60～100目。

一种由上述的低膨胀陶瓷坯料的制备方法制得的低膨胀陶瓷坯料。