[发明专利]一种AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气方法

说明书

一种AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气方法，采用AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气装置进行除气，包括结构相同且相互垂直设置的两个除气舱，除气舱垂直连接的地方形成真空除气室，除气舱内的型腔一侧设有带有推杆的可移动推板，靠近真空除气室的位置设有带有桨叶的转轴，真空除气室内壁上设有除气机构。将AlON陶瓷浆料注入水平除气舱型腔内，推动推板将浆料往另一侧移动，转轴转动桨叶对浆料进行搅拌，气泡被搅出破裂吸出，浆料进入第二除气舱的型腔内，将装置转动90°重复上述过程除气。本发明使每一部分浆料在通过转轴时均被桨叶搅拌，并暴露于真空环境中，气体能被充分析出，除气高效，提高了产品性能和成品率。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料凝胶注模成型技术领域，尤其涉及一种AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气方法。

背景技术

氮氧化铝(AlON)是Al₂O₃-AlN二元体系中的一个稳定的单相固溶体，是一种透明多晶陶瓷，其强度和硬度高达380MPa和1800kg/mm²，仅次于单晶蓝宝石，从近紫外(0.2μm)到中红外(5.0μm)有着很好的光学透过性，因此，AlON透明陶瓷可应用于轻型防护和装甲等对材料硬度、韧性和透光性都有严格要求的应用领域。

AlON透明陶瓷制品主要有两种制备方法，第一种是以氧化铝和氮化铝为原料粉体，采用反应烧结法制备AlON透明陶瓷，这种方法工艺简单，但是在烧结性能和粒度分布等方面的差异会使烧结受到影响，产品基本为半透明，透过率不高；另一种方法是先采用高温固相反应法或者氧化铝还原氮化法制备出AlON粉体，经成型后再进行烧结，这种方法能在较短的保温时间内获得较高透过率的样品，目前被较多采用。在成型方法上，AlON透明陶瓷主要有干压成型、注浆成型等方法。

凝胶注模成型是在陶瓷浆料中加入有机单体和交联剂，浆料中的有机单体发生原位聚合反应，形成坚固的三维网状结构，从而使悬浮体原位固化成型，得到均匀、高强度和近净尺寸的陶瓷坯体。然后进行脱模、干燥、排胶和致密化烧结，即可制得所需的陶瓷零件。但目前采用凝胶注模成型制备AlON透明陶瓷的文献较少。目前在凝胶注模成型工艺中，初始料浆会含有一定数量的气泡，如果不能充分除泡，则留在坯料中的气泡会形成气孔，对产品性能造成严重影响。目前采用的陶瓷浆料除泡方法主要是采用带有叶片的绞龙对浆料实现真空搅拌、配合真空超声振动或采用振动筛等，使气泡破碎或到达浆料表面并被真空机构吸走，但整个浆料与真空环境接触的仅为浆料表面，接触面较小，同时由于浆料具有较高的粘度，在一定的搅拌或振动时间内，难以使内部或底部的气泡全部到达浆料表面并去除，长时间的搅拌或振动又会造成效率低下的问题，而且上述装置一般是工业生产用的大型集成化装置，占地面积大、处理成本高。对于实验室使用的几公斤级规模的原料而言，首先采购上述装置的成本非常高，其次每次必须制备大量的浆料才能使用装置，造成了严重的浪费，因此设计一种适合实验室规模使用的，简单高效、效果好的除气装置和方法非常有必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气方法。

本发明完整的技术方案包括：

一种AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气方法，其特征在于，采用AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气装置进行除气，所述的AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气装置包括结构相同且相互垂直设置的第一除气舱和第二除气舱，第一除气舱和第二除气舱垂直连接的地方形成真空除气室，除气舱内有容纳浆料的型腔，型腔内一侧设有带推杆的推板，可利用推杆推动推板在型腔内前后移动，型腔另一侧靠近真空除气室的位置设有带桨叶的转轴，转轴连接于型腔内壁的安装孔内，并可在孔内旋转，真空除气室相互垂直的两个内壁上均设有除气机构，该除气机构包括设有内壁上的滤网，与滤网连接的真空管路，真空管路连接真空泵。

整个AlON陶瓷凝胶注模成型真空除气装置通过轴安装在框架上，并可沿着轴转动90°，框架上设有对应的定位机构。