[发明专利]共晶组分氧化物陶瓷球形颗粒的制备方法

摘要

一种共晶组分氧化物陶瓷球形颗粒的制备方法，将氧化物陶瓷粉末按共晶配比混合均匀后，采用离心喷雾干燥法将易团聚、流动性较差的非规则形貌陶瓷粉末改性为具有30～100μm粒径级配、流动性好的共晶组分氧化物陶瓷球形颗粒。本发明在进行激光3D打印制备氧化物共晶陶瓷时，由于球形颗粒流动性较好，通过送粉工艺获得了成形质量较好、表面光滑平整的试样，并通过调控送粉率优化层厚，获得气孔较少甚至无气孔的试样，能够直接用于激光3D打印制备氧化物共晶陶瓷的实验研究。所得试样的微观组织为典型的层片状共晶组织。

主权项

1.一种共晶组分氧化物陶瓷球形颗粒的制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，获得充分混合均匀的共晶组分氧化物陶瓷粉末；所述的共晶组分氧化物陶瓷粉末以Al2O3粉末和Y2O3粉末或Gd2O3粉末或Er2O3粉末或ZrO2粉末为初始原料，或者以Al2O3粉末和ZrO2粉末与Y2O3粉末或Gd2O3粉末或Er2O3粉末为初始原料；其中Al2O3粉末的摩尔百分比为58～82％；将摩尔百分比称量初始原料，向该初始原料中加入聚乙烯醇溶液和无水乙醇后，以550r/min的转速球磨5h，使初始原料充分混合均匀，得到混合浆料；将得到的混合浆料放入干燥箱中，在100℃下干燥2h，得到共晶组分氧化物陶瓷粉末；步骤2，制备料浆；向步骤1中得到的共晶组分氧化物陶瓷粉末中加入蒸馏水，充分搅拌，获得混合均匀的料浆；步骤3，喷雾造粒；利用离心喷雾干燥机，制备共晶组分氧化物陶瓷球形颗粒，具体制备过程为：第一步，开启离心喷雾干燥机，将进风温度设置为350℃，出风温度的下限值设置为140℃；开启离心风机；开启空气加热器，将进入离心喷雾干燥机的空气加热至设置的进风温度350℃和出风温度140℃；第二步，开启电机，带动离心喷雾头旋转；开启给料泵，将步骤2所得的混合均匀的料浆经离心喷雾头的进料管送入离心喷雾头内；所述给料泵的转速为10～20r/min；在20～25Hz内调节电机频率；所述送入离心喷雾头内的料浆通过离心喷雾头内的料液分配器均匀连续的滴入离心喷雾头底端的离心盘，并在离心喷雾头旋转时产生的离心力的作用下离散成均匀的雾化液滴；所述雾化液滴与离心喷雾干燥机内的热空气接触后，95％～98％的水分瞬间蒸发，并在8～10s内干燥为保持液滴状的球形氧化物陶瓷颗粒；球形氧化物陶瓷颗粒进入离心喷雾干燥机底部的授粉器内；第三步，当料浆加工完毕后，关闭离心风机，卸下授粉器，收集球形氧化物陶瓷颗粒；所得球形氧化物陶瓷颗粒的粒径为30～100μm；步骤4，排胶；将步骤3所得的球形氧化物陶瓷颗粒放入箱式烧结炉中，在500℃下保温30min，以排出所述球形氧化物陶瓷颗粒中的聚乙烯醇，得到纯的共晶组分的球形氧化物陶瓷颗粒。