本发明专利技术涉及材料制备领域，特别是公开了一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，包括以下组成与组分：Al2O390‑94%，SiO21‑2%，滑石0.5‑0.8%，ZrO21‑2%，MnO2 2‑4%，Cr2O30.5‑0.8%。本发明专利技术制备的黑色氧化铝相对于现有方法制备的黑色氧化铝陶瓷，减少或排出了部分地色素元素引入量，这种高温黑色氧化铝陶瓷硬度和韧性，耐磨性能有了大幅提高，加工面细腻，外观更美观。
Black alumina with high ceramic property and preparation method thereof
The present invention relates to the field of material preparation, in particular a black alumina with high ceramic properties, including the following components and components: Al2O390 94%, SiO21 2%, talcum 0.5, 0.8%, ZrO21 2%, MnO2 2 4%, Cr2O30.5 0.8%. The black alumina ceramics prepared by the present invention can reduce or discharge some of the pigment elements introduced by the existing methods. The hardness and toughness of the high temperature black alumina ceramics, the wear resistance have been greatly improved, the processing surface is fine and the appearance is more beautiful.
【技术实现步骤摘要】
一种高陶瓷性能的黑色氧化铝及其制备方法
本专利技术涉及材料制备领域，特别是公开了一种高陶瓷性能的黑色氧化铝及其制备方法。
技术介绍
目前特种陶瓷领域中要数氧化铝陶瓷的应用范围最广，技术相对成熟，一般氧化铝陶瓷呈现白色。因半导体集成电路具有一定光敏性，封装管壳需要具备遮光性，用于数码显示的衬板需具备一定遮光性，从而保证能够清晰显示。因此，黑色氧化铝陶瓷被开发出来了；在以下这些领域技术比较成熟，黑色氧化铝陶瓷刀具、黑色研磨器陶瓷、黑色密封陶瓷应用大幅提高。但是现有的黑色氧化铝陶瓷的性能不能完全满足刀具、研磨器、密封陶瓷这些领域对黑色氧化铝陶瓷性能的要求。现有的黑色氧化铝陶瓷一般是引入过渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Fe、V等生成的。如在氧化铝瓷料中加入部分过渡元素的混合物，即可烧制黑色氧化铝陶瓷。例如以下配方：物料Al2O3CoOMnO2Cr2O3SiO2铁红TiO2Wt%900.2221.822.0黑色氧化铝陶瓷一般在1350℃～1450℃下保温1～2小时，氧化气氛烧结。其中加入的添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性：①能与Al2O3形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大；②可变价离子类添加剂比不变价的添加剂的作用大；③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。由于金属元素引入过多，低温烧结,过渡元素是在重结晶烧结，故晶粒容易变得粗大，气密性较差，黑色色素易挥发，坯件相对同等级白色氧化铝陶瓷密度较低，机械强度大幅降低，韧性降低较多。虽然降低了烧成成本，使得综合成本大幅下降。但是相对于需要高强度，高韧性，高硬度的又需要使用黑色氧化铝陶瓷材料的领域如黑色氧化铝陶瓷刀具，黑色研磨器陶瓷黑色密封陶瓷，现有黑色氧化铝陶瓷的生产工艺和配方存在缺陷。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的不足，提供了一种高陶瓷性能的黑色氧化铝的配方及其制备工艺，该专利技术制备的黑色氧化铝陶瓷硬度和韧性以及耐磨性能都较现有技术中同类产品要高。解决上述技术问题的技术方案如下：一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，按照重量份数计，包括以下组成与组分：Al2O390-94%SiO21-2%滑石0.5-0.8%ZrO21-2%MnO22-4%Cr2O30.5-0.8%铁红0.5-2%。优选地，按照重量份数计，包括以下组成与组分：Al2O391.55%SiO21.95%滑石0.5%ZrO21.5%MnO23%Cr2O30.5%铁红1%。进一步地说，所述的Al2O3为煅烧a型Al2O3。进一步地说，其特征在于，所述的SiO2为纯度是99.5%的500目以上的SiO2。进一步地说，其特征在于，所述的滑石为煅烧滑石纳米级。进一步地说，其特征在于，所述的ZrO2为800目的氧化钇稳定氧化锆。进一步地说，其特征在于，所述的MnO2为纯度是80%或以上的500目以上的MnO2。进一步地说，其特征在于，所述的Cr2O3为工业级的Cr2O3，所述的铁红为工业级的铁红。该高陶瓷性能的黑色氧化铝的制备方法，按照以下步骤进行：按照权利要求1或2所述的配方称取各物料，放入烘箱90-110℃烘8-10小时后放入球磨机，干压成型，不需添入助磨剂表面活性剂，注浆成型加入0.03%植物性油酸，球磨24小时后达到合理使用颗粒级比，进行造粒或/和12.5%的白蜡混合制成蜡浆；然后放入成型机内机械成型；再放入高温窑炉烧结；所述的注浆成型需放入中温窑炉定型排蜡，所述的高温窑炉的温度为1620℃，烧结时间为2小时，所述的中温窑炉的温度为600℃。纳米滑石的混入，降低烧成温度，抑制了色素挥发，烧结时低温出现部分液相有利于抑制晶体的长大，填充晶格间隙，使得致密度有了大的提高。滑石中MgO有一定的抑制显色作用，严格控制引入量。ZrO2的微量引入提高了坯体硬度,少量ZrO2不足以提高黑色氧化铝的韧性，但是ZrO2和MgO混合作用促进了氧化铝晶粒基体的细化，使得韧性有了部分提高。本专利技术引入二氧化锰，铁红，氧化铬，在还原气氛下烧成显纯黑色。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的黑色氧化铝相对于现有方法制备的黑色氧化铝陶瓷，减少或排出了部分地色素元素引入量，增加了高温氧化锆材料，虽然使得烧结温度相对于以黑瓷配方的烧结温度有了比较大的上升，但是这种高温黑色氧化铝陶瓷硬度和韧性，耐磨性能有了大幅提高，加工面细腻，外观更美观。经咖啡研磨器对比试验，使用寿命延长50%以上。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施方式实施例1：一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，按照重量份数计，包括以下组成与组分：煅烧a型Al2O394%纯度是99.5%的500目的SiO21%煅烧滑石纳米级0.5%800目的氧化钇稳定氧化锆1%纯度是80%的500目的MnO22%工业级Cr2O30.5%工业级铁红1%。该的高陶瓷性能的黑色氧化铝的制备方法，按照以下步骤进行：按照配方称取各物料，放入烘箱110℃烘8小时后放入球磨机，干压成型，注浆成型加入0.03%植物性油酸，球磨24小时后达到合理使用颗粒级比，进行造粒和12.5%的白蜡混合制成蜡浆；然后放入成型机内机械成型；再放入高温窑炉烧结；注浆成型需放入中温窑炉定型排蜡，高温窑炉的温度为1620℃，烧结时间为2小时，中温窑炉的温度为600℃。实施例2一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，按照重量份数计，包括以下组成与组分：煅烧a型Al2O390%纯度是99.5%的600目的SiO22%煅烧滑石纳米级0.8%800目的氧化钇稳定氧化锆2%纯度是90%的600目的MnO22.4%工业级Cr2O30.8%工业级铁红2%。该高陶瓷性能的黑色氧化铝的制备方法，按照以下步骤进行：按照配方称取各物料，放入烘箱90℃烘10小时后放入球磨机，干压成型，注浆成型加入0.03%植物性油酸，球磨24小时后达到合理使用颗粒级比，进行造粒；然后放入成型机内机械成型；再放入高温窑炉烧结；注浆成型需放入中温窑炉定型排蜡，高温窑炉的温度为1620℃，烧结时间为2小时，中温窑炉的温度为600℃。实施例3一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，按照重量份数计，包括以下组成与组分：煅烧a型Al2O391.55%纯度是99.5%的800目的SiO21.95%煅烧滑石纳米级0.5%800目的氧化钇稳定氧化锆1.5%纯度是85%的700目的MnO23%工业级Cr2O30.5%工业级铁红1%。该高陶瓷性能的黑色氧化铝的制备方法，按照以下步骤进行：按照配方称取各物料，放入烘箱100℃烘9小时后放入球磨机，干压成型，注浆成型加入0.03%植物性油酸，球磨24小时后达到合理使用颗粒级比，进行制蜡，12.5%的白蜡混合制成蜡浆；然后放入成型机内机械成型；再放入高温窑炉烧结；注浆成型需放入中温窑炉定型排蜡，高温窑炉的温度为1620℃，烧结时间为2小时，中温窑炉的温度为600℃。该实施例制得的黑色氧化铝应用在咖啡研磨器中，使得咖啡研磨器使用寿命延长50%以上。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组成与组分：Al2O3 90‑94%SiO2 1‑2%滑石 0.5‑0.8%ZrO2 1‑2%MnO2 2‑4%Cr2O3 0.5‑0.8%铁红 0.5‑2%。
【技术特征摘要】
1.一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组成与组分：Al2O390-94%SiO21-2%滑石0.5-0.8%ZrO21-2%MnO22-4%Cr2O30.5-0.8%铁红0.5-2%。2.根据权利要求1所述的高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，按照重量份数计，包括以下组成与组分：Al2O391.55%SiO21.95%滑石0.5%ZrO21.5%MnO23%Cr2O30.5%铁红1%。3.根据权利要求1或2所述的高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，所述的Al2O3为煅烧a型Al2O3。4.根据权利要求1或2所述的高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，所述的SiO2为纯度是99.5%的500目以上的SiO2。5.根据权利要求1或2所述的高陶瓷性能的黑色氧化铝，其特征在于，所述的滑石为煅烧滑石纳米级。6.根据权利要求1或2所述的高陶瓷性能的黑色氧化铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，
申请(专利权)人：长沙市西欧电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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