[发明专利]一种基于介质阻挡放电排胶处理的陶瓷室温超快烧结方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，提供了一种基于介质阻挡放电排胶处理的陶瓷室温超快烧结方法，利用介质阻挡放电形式对陶瓷生坯进行排胶处理，然后在陶瓷生坯施加直流或者交流高压和电流，让陶瓷生坯在室温下发生超快烧结。经过排胶处理后的陶瓷生坯相较于未排胶处理的，其室温烧结起始电压降低了一半，且不会出现电弧等难于控制的问题。本发明实现了陶瓷的室温超快烧结，实现了烧结装置的极大简化，单位能源消耗率大为降低，本发明提供的排胶装置相对于传统排胶有着耗时短、能耗低的优点，同时可以增加陶瓷生坯的氧缺陷，在后续的超快烧结工艺中电压更低，更容易进入烧结。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，尤其涉及一种基于介质阻挡放电排胶处理的陶瓷室温超快烧结方法。

背景技术

陶瓷材料是一种应用范围极广的非金属材料，可用于电子器械、生物医疗、航空航天等科技尖端领域。

排胶是陶瓷生产工艺中的关键环节，对成型陶瓷的性能有着显著影响，但传统的加热排胶工艺具有高耗时、高耗能、高污染等缺点，因此设计新型的快速、低能耗的排胶工艺具有重要现实意义。

陶瓷材料的制造通过需要长时间的高温才能将原本较为松散的生坯烧结至完全致密。这也就意味着传统的陶瓷制造工艺需要大量的能耗以及较长的时间。为了降低陶瓷烧结过程中的能耗，各种新型烧结工艺，如微波烧结、放电等离子体烧结、热压烧结等，被提出并投入实际应用。

闪烧技术是2010年出现的一种新型的电场辅助烧结工艺，即通过陶瓷生坯两端施加适当的交流或直流电压使得陶瓷生坯能够在短短数秒至数分钟内高度致密化，同时大幅降低陶瓷烧结所需的炉温。如此短的烧结时间和相对较低的炉温就意味着闪烧技术所需的能耗与传统烧结工艺相比，极大地降低了。但是在闪烧过程中时常会出现陶瓷晶粒过度生长，晶粒尺寸过大，从而影响了陶瓷材料的使用性能。因此抑制闪烧过程中的晶粒生长对于闪烧技术的进一步推广应用有着重要意义。

发明内容

本发明旨在至少克服上述现有技术的缺点与不足其中之一，提供一种基于介质阻挡放电排胶处理的陶瓷室温超快烧结方法。本发明目的基于以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于介质阻挡放电排胶处理的陶瓷室温超快烧结方法，包括以下步骤：

S1、制备陶瓷生坯，陶瓷生坯(1)含有粘结剂；

S2、将两片电极板-板竖直对置，上介质板紧贴上电极、下介质板紧贴下电极，将陶瓷生坯置于下介质板中心，调节两电极间距，两电极接电源；

S3、设置电源频率，以一定的升压速率升高电压值至目标电压峰峰值，放电趋于稳定后再维持一段时间，然后降压切断电源，完成排胶处理过程；

S4、将排胶处理后的陶瓷生坯两端喷涂上电极，并用导线在两端缠绕，通过导线与高压电源相连；

S5、接通高压电源，通过调整烧制电压及电流，进行陶瓷的室温超快烧结。

优选地，步骤S1中，所述陶瓷生坯的形状包括圆柱体、长方体或狗骨头形状。

优选地，步骤S1中，粘接剂包括聚乙烯醇、和/或聚乙烯醇缩丁醛酯。

优选地，步骤S2中，上介质板与陶瓷生坯上表面间距为1-5mm。

优选地，步骤S3中，所述电源频率为6-14kHz。

优选地，步骤S3中所述升压速率为1-4kV/s。

优选地，步骤S3中所述目标电压峰峰值为15-40kV，维持时间为5-60min。

优选地，步骤S4中所述处理后的陶瓷生坯两端喷涂上电极为采用喷金或者涂抹导电银浆的方法，缠绕在电极上的导线可使用铂丝等熔点较高的金属导线。

优选地，步骤S4中所述陶瓷生坯悬空设置或置于绝缘陶瓷板上。