[发明专利]一种采用微纳米粒径级配制备陶瓷的方法

摘要

一种采用微纳米粒径级配制备陶瓷的方法，它涉及一种制备陶瓷的方法。本发明要解决现有的陶瓷粉体成型技术难以获得较高致密度的陶瓷生坯以及烧结体，不能有效提升陶瓷材料的综合性能的问题。本发明的方法为一、制备均匀混合液；二、制备单相或多相陶瓷浆料；三、制备陶瓷坯体；四、烧结致密化；即完成。本发明方法在离心凝胶注模工艺下结合陶瓷颗粒堆垛中的微纳米粉体级配问题出发，通过选择合适的粒径级配比例来获得性能优异的陶瓷材料。本发明的整个制备过程对设备的要求较低且操作简单，适合不同种类的陶瓷材料采用级配技术进行离心凝胶注模成型。

主权项

一种采用微纳米粒径级配制备陶瓷的方法，其特征在于一、制备均匀混合液将质量为0.72g丙烯酰胺有机单体与质量为0.06g的N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺交联剂溶解于24mL去离子水中，采用质量分数为10％的氨水溶液调节pH至10，经超声处理获得均匀的预混液；二、制备陶瓷浆料将质量为81.85g平均粒径为2μm的微米ZrB2粉体和25.08g平均粒径为300nm的纳米ZrB2粉体，再加入15.41g平均粒径为0.5μm的第二相微米SiC粉体一起加入到步骤一所配置的胶体溶液中，并加入0.12g的聚丙烯酸铵分散剂来促进微纳米陶瓷粉体的均匀分散，然后在240/min的球磨转速下球磨20h，获得固含量为50％的均匀分散陶瓷浆料；所述的微纳米ZrB2粉体的级配体积比为7:3；所述的第二相微米SiC粉体与基体粉体的体积比为1:4；三、制备陶瓷坯体将步骤二所获得的均匀陶瓷浆料中加入0.58mL质量分数为0.05g/mL的过硫酸铵引发剂并搅拌均匀，然后注入密封的离心管中，在9000r/min的离心转速下离心20min获得离心陶瓷块体，再将离心过后的陶瓷坯体放入70℃的恒温条件下交联固化50min，获得颗粒堆垛均匀且强度较高的陶瓷素胚；四、烧结致密化将步骤三所获得的陶瓷素胚在一定温度湿度下干燥，再将完全干燥的陶瓷胚体进行排胶处理，最后进行烧结致密化过程，获得致密度较高、性能优异的陶瓷材料；所述的排胶工艺参数为30～300℃：加热速率1℃/min；300～500℃：50℃/h；500～800℃：2℃/min；最后在800℃下保温2h；所述的烧结致密化过程中采用无压烧结的方式，烧结温度为2000℃，加热速率30℃/min，保温2h。