[发明专利]一种高韧性的氧化铝陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高韧性的氧化铝陶瓷材料，由以下按照重量份的原料制成：氧化铝粉末100‑110份、铝粉7‑10份、硼硅酸铝钙2‑3份、钛碳化铝3‑5份。本发明还公开了所述高韧性的氧化铝陶瓷材料的制备方法。本发明制备的氧化铝陶瓷材料具有良好的力学性能，韧性高，且抗热震性能表现优异，能够满足市场对氧化铝陶瓷材料的性能需求，有利于进一步拓展氧化铝陶瓷材料的适用范围，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及氧化铝陶瓷材料技术领域，具体是一种高韧性的氧化铝陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着近代科学技术的发展，近百年来出现了许多新的陶瓷品种。它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了。

金属陶瓷随着现代电器，无线电、航空、原子能、冶金、机械、化学等工业以及电子计算机、空间技术、新能源开发等尖端科学技术的飞跃发展而发展起来的。金属陶瓷的种类很多，其中氧化铝基陶瓷就是其中的一种。氧化铝基陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐磨、耐高温、抗腐蚀、电绝缘性能高和介电损耗低等优良性能，所以在结构陶瓷、电子陶瓷和生物陶瓷方面具有重要的应用价值。其原料来源广泛、价格低廉也是其他高性能陶瓷材料所无法比拟的。但是，现有的氧化铝陶瓷材料普遍存在脆性大、抗热冲击性能差等缺陷，这些缺陷限制了其应用范围的进一步扩展，如何提高氧化铝陶瓷材料的韧性，成为氧化铝陶瓷生产领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性的氧化铝陶瓷材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高韧性的氧化铝陶瓷材料，由以下按照重量份的原料制成：氧化铝粉末100-110份、铝粉7-10份、硼硅酸铝钙2-3份、钛碳化铝3-5份。

作为本发明进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：氧化铝粉末103-107份、铝粉8-9份、硼硅酸铝钙2.2-2.8份、钛碳化铝3.5-4.5份。

作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量份的原料制成：氧化铝粉末105份、铝粉9份、硼硅酸铝钙2.5份、钛碳化铝4份。

所述高韧性的氧化铝陶瓷材料的制备方法，步骤如下：

1)称取铝粉、硼硅酸铝钙和钛碳化铝，合并后，投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合4-5h，出料，获得第一混合物；

2)将第一混合物进行负压蒸发干燥处理，干燥完毕后，获得第二混合物；

3)将第二混合物投入至煅烧炉中，在550-600℃下煅烧处理1-2h，随炉冷却后，获得第三混合物；

4)称取氧化铝粉末，将氧化铝粉末和第三混合物合并，投入至球磨机中，以去离子水作为球磨液，球磨混合8-10h，出料，获得第四混合物；

5)将第四混合物进行超声分散处理40-50min，处理完毕后，获得第五混合物；

6)将第五混合物进行负压蒸发干燥处理，干燥完毕后，过100-140目筛，获得第六混合物；

7)将第六混合物在40-50MPa的压力下压制成型，获得坯体；

8)将坯体在真空气氛下，以20-30℃/min升温至1100-1150℃，保温处理40-50min，然后通入氩气，在氩气保护氛围及15-20MPa压力下，以20-30℃/min升温至1520-1550℃，保温处理1-2h，随炉冷却后，即可。

作为本发明再进一步的方案：步骤1)中，所述去离子水的加入量为铝粉、硼硅酸铝钙和钛碳化铝总重量的3-4倍。