[发明专利]一种氧化铝陶瓷注射成型用喂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化铝陶瓷注射成型用喂料及其制备方法，所述喂料，由Al₂O₃粉体和有机混合料制成，所述Al₂O₃粉体占比75wt％～92wt％，有机混合料占比8wt％～25wt％，所述有机混合料由有机铝前驱体、有机粘结剂、分散剂组成。本发明独创性的引入有机铝前驱体优化了氧化铝陶瓷喂料，有机铝前驱体具有良好流动性且烧成后带来40wt％的氧化铝产率，解决了传统氧化铝陶瓷喂料中有机物含量多、烧成缺陷多的难题，获得了高固相含量且具有良好流动性能的氧化铝陶瓷喂料。

技术领域

本发明涉及精密陶瓷制备领域，尤其涉及一种氧化铝陶瓷注射成型用喂料及其制备方法。

背景技术

氧化铝陶瓷因其具有高硬、高强、耐高温、耐腐蚀等一系列优点，能在各种极限环境下发挥重要作用，是有机高分子材料和金属材料所不可比拟的，其应用领域已发展到工农业生产、国民经济、科学技术各个领域，近几十年来迅速发展起来的空间技术、能源技术、生物医药技术等，也越来越多的应用氧化铝陶瓷，并且其应用领域还在不断拓宽。然而，氧化铝陶瓷结构件生产合格率低、尺寸精度可控性差的特点极大的限制了其大规模的应用，尤其是复杂形状氧化铝陶瓷结构件更加难以批量生产，其要求的精度在陶瓷生产过程中很难有效控制，结构件的尺寸精度只能依靠机加工来实现，由于氧化铝陶瓷硬度高、脆性大，复杂结构比如薄壁、曲面结构极难加工，导致其成本高昂、产能严重受限。行业内，复杂形状氧化铝陶瓷结构件的合格率不到20％，主要原因来自陶瓷成型及烧结工序可控性差的特点。

目前普遍采用的干压、等静压工艺成型的复杂形状氧化铝陶瓷结构件毛坯尺寸精确性很差，需要留出很大的尺寸余量进行机加工；现有注射成形工艺也难以批量生产氧化铝陶瓷结构件，主要原因是氧化铝喂料有机物含量高，烧成过程难以完全排除有机物，导致注射成型的氧化铝陶瓷结构件气孔缺陷多、密度不高，产品性能无法满足要求；而烧结尺寸收缩大导致的陶瓷结构件收缩性、一致性不可控，更是现有氧化铝陶瓷体系无法克服的难点。这是氧化铝陶瓷体系“娘胎”里带来的毛病，现有氧化铝陶瓷体系烧结收缩高达20％，而尺寸变化温区很窄，只有在10～20度的烧结温区内，氧化铝陶瓷结构件的尺寸不发生变化，显然烧结温度的波动对其尺寸收缩、变形有极大的影响，也直接制约了氧化铝陶瓷结构件的产业化进程。因此，需要从对氧化铝陶瓷体系进行调整，使其尺寸精度真正可控。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种氧化铝陶瓷注射成型用喂料及其制备方法，引入有机铝前驱体具有高固相含量且具有良好流动性能，有机铝前驱体高温烧成后将引入40％的氧化铝产率，可完全取代传统氧化铝陶瓷喂料体系中的石蜡成分，解决了传统氧化铝陶瓷喂料体系石蜡等有机物含量多、烧成后缺陷多的难题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种氧化铝陶瓷注射成型用喂料，由Al₂O₃粉体和有机混合料制成，所述Al₂O₃粉体占比75wt％～92wt％，有机混合料占比8wt％～25wt％，所述有机混合料由有机铝前驱体、有机粘结剂、分散剂组成。

优选的：所述有机混合料中有机铝前驱体占比40wt％～94wt％、有机粘结剂占比3wt％～40wt％、分散剂占比3wt％～20wt％。

优选的：所述Al₂O₃粉体中氧化铝含量占比70wt％～100wt％。

优选的：所述有机铝前驱体为三甲胺铝烷(TMAA)，二甲基乙胺铝烷(DMEAA)，二甲基氢化铝(DMAH)，三乙胺铝烷中的一种以上。

优选的：所述有机粘结剂为高密度聚乙烯(HDPE)、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、无规聚丙烯(APP)、聚丙烯(PP)中的一种以上。