[发明专利]一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料及其制备方法，采用溶胶‑凝胶法制备含铝前驱体，引入添加剂，再经造粒、筛分、锻烧等工艺获得陶瓷刚玉磨料。本发明以Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，外加添加剂占原料的质量百分比为0.15％～0.8％，添加剂的原料组成及其占添加剂的质量百分比含量为Co(NO₃)₂·6H₂O5％～25％，(NH₄)₃AlF₆ 5％～20％，C₁₆H₃₆O₄Ti 0％～65％，Si(OC₂H₅)₄ 0％～40％，Mg(NO₃)₂·6H₂O0％～50％，Ca(NO₃)₂·4H₂O 0～20％。本发明改变了刚玉磨料的显色特征，与电熔法相比降低了400℃～800℃的生产温度，优化了刚玉磨料内部显微结构，单颗粒抗压强度最高可达58.6N，冲击韧性比现有的陶瓷刚玉磨料提高15％～25％，制成的陶瓷刚玉砂轮磨削效率比普通刚玉砂轮提高55％以上，使用寿命也得到相应延长。

主权项

1.一种纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料，以Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，外加添加剂占原料的质量百分比含量为0.15％～0.8％；所述添加剂的原料组成及其质量百分比含量为：Co(NO₃)₂·6H₂O 5％～25％，(NH₄)₃AlF₆ 5％～20％，C₁₆H₃₆O₄Ti 0％～65％，Si(OC₂H₅)₄ 0％～40％，Mg(NO₃)₂·6H₂O 0％～50％，Ca(NO₃)₂·4H₂O 0～20％，其中，C₁₆H₃₆O₄Ti、Si(OC₂H₅)₄、Mg(NO₃)₂·6H₂O和Ca(NO₃)₂·4H₂O的两种以上组分不能同时为0；上述纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料的制备方法，具有如下步骤：(1)采用Al₂(SO₄)₃·18H₂O或Al(NO₃)₃·9H₂O为原料，溶解于水配成Al³⁺浓度为0.3～0.6mol/L的溶液；(2)向步骤(1)的溶液中加入浓度为1mol/L氨水，在常温下进行磁力搅拌，控制pH为9～9.8，使其持续反应直至完全凝胶化，然后经抽滤，反复洗涤得到Al(OH)₃凝胶前驱体；(3)按照质量百分比含量为：5％～25％的Co(NO₃)₂·6H₂O，5％～20％的(NH₄)₃AlF₆，0％～65％的C₁₆H₃₆O₄Ti，0％～40％的Si(OC₂H₅)₄，0％～50％的Mg(NO₃)₂·6H₂O，0～20％的Ca(NO₃)₂·4H₂O配置添加剂，再将添加剂加入到步骤(2)所得凝胶前驱体中，以水为介质，采用刚玉磨球，湿法球磨使其充分混匀后，再于80℃干燥，得到干凝胶，然后经过造粒、筛分得到前驱体颗粒；(4)将步骤(3)所得前驱体颗粒于1200℃～1300℃煅烧0.5～2h，或者将前驱体颗粒先加热到1300℃～1400℃，再迅速降到1050℃～1150℃，并保温1～3h，再进一步筛分、分级，得到不同粒度的纳米晶蓝色陶瓷刚玉磨料。