[发明专利]一种氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料技术领域，提供了一种氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法。本发明将α‑氧化铝原粉、分散剂、助磨剂和水混合进行第一球磨，得到第一球磨浆料；将第一球磨浆料和造粒粘结剂水溶液混合进行第二球磨，得到第二球磨浆料；将第二球磨浆料和润滑剂、消泡剂混合后进行喷雾造粒，得到氧化铝陶瓷造粒粉。本发明选用高纯α氧化铝粉做原料，球磨分散后α‑氧化铝粉原晶的粒度小且分布窄，能够提高烧结活性，并且本发明采用优化的造粒配方和工艺，使得造粒粉颗粒中实，球形度好，流动性好。本发明制备的氧化铝陶瓷造粒粉烧结性能好，成瓷密度高，能够满足先进陶瓷特别是功能陶瓷和结构陶瓷的要求。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法。

背景技术

先进陶瓷材料又称精密陶瓷材料，是指采用精制的高纯、超细的无机化合物为原料及先进的制备工艺技术制造出的性能优异的产品。氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al₂O₃)为主体的先进陶瓷材料，具有高机械强度、高体积电阻率、良好的电绝缘性、高强度、耐磨损和抗氧化等一系列优质特性，主要应用于功能陶瓷和结构陶瓷等高端陶瓷领域。

氧化铝陶瓷材料主要是以α-氧化铝粉体为原料，通过烧结制备得到。α-氧化铝粉体是一般通过即搅拌造粒、加压造粒法、喷雾造粒法或冻结干燥法进行制备，其中，喷雾干燥法干燥速度快、粉末分散性好，目前应用最为广泛。但是，目前采用喷雾干燥法制备的α-氧化铝粉体纯度较低(99％以下)、粒度分布宽(D₉₀/D₁₀＞10)，导致粉体的烧结性能较差，体现在烧结温度高(1550℃以上)，成瓷件致密性差(密度为3.5～3.9g/cm³)，收缩率大(＞16％)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法。本发明制备的氧化铝陶瓷造粒粉粒度小、粒度分布窄，且烧结性能好，成瓷件致密性好，收缩率小。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法，包括以下步骤：

将α-氧化铝原粉、分散剂、助磨剂和水混合进行第一球磨，得到第一球磨浆料；所述α-氧化铝原粉的纯度≥99.95％；

将所述第一球磨浆料和造粒粘结剂水溶液混合进行第二球磨，得到第二球磨浆料；

将所述第二球磨浆料和润滑剂、消泡剂混合后进行喷雾造粒，得到氧化铝陶瓷造粒粉。

优选的，以所述α-氧化铝原粉和水的总质量为100％计，所述α-氧化铝原粉的质量分数为10～50％。

优选的，所述分散剂包括聚丙烯酰胺、聚乙二醇、六偏磷酸钠、改性聚丙烯酰胺和十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述分散剂的质量为α-氧化铝原粉质量的0.5～3％；

所述助磨剂包括小分子醇，所述小分子醇的碳原子数为2～5；所述助磨剂的质量为α-氧化铝原粉质量的1.8～3％。

优选的，所述第一球磨和第二球磨的转速独立地为20～100r/min，所述第一球磨的时间为8～18h，所述第二球磨的时间为0.5～1.5h；

所述第一球磨和第二球磨所用的研磨球均为高纯氧化铝研磨球，所述高纯氧化铝研磨球的纯度≥99.99％；

所述第一球磨和第二球磨过程中，采用冷却水循环降温保持浆料的温度为50℃以下。

优选的，所述造粒粘结剂水溶液中的造粒粘结剂的质量分数为5～10％，所述造粒粘结剂水溶液的质量为α-氧化铝原粉质量的0.6～1.6％。

优选的，所述润滑剂包括水性石蜡、丙三醇和正丁醇中的一种或几种；所述润滑剂的质量为α-氧化铝原粉质量的1.2～3％；