本发明专利技术提供了一种氧化铝陶瓷材料，该氧化铝陶瓷材料以高铝粉煤灰、轻质碳酸钙和碳酸镁为原料。该方法首先对高铝粉煤灰进行预脱硅和酸活化预处理，提高其中氧化铝含量，再将高铝粉煤灰、轻质碳酸钙、碳酸镁、水、分散剂和粘结剂球磨后干燥并研磨得到粉体，粉体过筛、除铁后加入脱模剂混合均匀，然后压制成坯体，坯体加压高温烧结制得氧化铝陶瓷材料，该方法不需要再额外添加其他铝源，同时制备过程中焙烧温度得到明显降低，节约了成本，同时该方法参数可控性强、可重复性高，制得的产品一致性好、耐磨性和稳定性高。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种氧化铝陶瓷材料，该氧化铝陶瓷材料以高铝粉煤灰、轻质碳酸钙和碳酸镁为原料。该方法首先对高铝粉煤灰进行预脱硅和酸活化预处理，提高其中氧化铝含量，再将高铝粉煤灰、轻质碳酸钙、碳酸镁、水、分散剂和粘结剂球磨后干燥并研磨得到粉体，粉体过筛、除铁后加入脱模剂混合均匀，然后压制成坯体，坯体加压高温烧结制得氧化铝陶瓷材料，该方法不需要再额外添加其他铝源，同时制备过程中焙烧温度得到明显降低，节约了成本，同时该方法参数可控性强、可重复性高，制得的产品一致性好、耐磨性和稳定性高。【专利说明】
本专利技术涉及一种氧化铝陶瓷材料的制备方法，属于陶瓷材料制备领域。
技术介绍
95瓷是具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀 和抗热震性好等综合的优良性能；另外，其价格比氧化锆、锆增韧氧化铝便宜，因此获得十 分广泛的应用，销售额也在精细陶瓷中占据首位，国内生产企业达数百家之多。然而由于95 瓷的烧结温度高达1650_1700°C，窑炉、窑具投资大，能耗高，特别在当前煤、油、电供应紧张 的情况下，显著增加生产成本，限制它更广泛的应用。如何利用常规的95瓷生产原料，在改 进配方和改善工艺的情况下降低其烧结温度，节约能源成为95瓷生产急需解决的问题。 专利CN103435335A公开了一种氧化铝陶瓷材料的制备方法，该方法将氧化铝粉， 高岭土，轻质碳酸钙、碳酸镁、水、分散剂和粘结剂球磨后干燥并研磨得到粉体，粉体过筛、 除铁后加入脱模剂混合均匀，然后压制成坯体，坯体高温烧结制得氧化铝陶瓷材料，该方法 中烧结温度高，耗能大,材料成本贵。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种氧化铝陶瓷材料的制备方法，该方法以资源量大 的高铝粉煤灰为原料（氧化铝含量30?50wt% )，对其进行有效的湿法冶金处理，即预脱 硅和酸活化过程，使高铝粉煤灰中的氧化铝含量大大提高（一般可达50?80wt% )，进一 步以这种预处理后的高铝粉煤灰为主要原料制备氧化铝陶瓷材料，不需要再额外添加其他 铝源，同时制备过程中焙烧温度得到明显降低，节约了成本，同时该方法参数可控性强、可 重复性高，制得的产品一致性好、耐磨性和稳定性高。 为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案： -种氧化铝陶瓷材料其特征在于，该氧化铝陶瓷材料由以下原料按质量百分比计 制备得到： 高铝粉煤灰 94.46-97.45% 轻质碳酸钙 0.13-1.57%， 碳酸镁 2.42-3.97%。 其中，高铝粉煤灰的质量百分比例如94.46%、95%、95. 3%、95. 5%、95. 7%、 96%、96. 3%、96. 5%、96. 7%、97%、97. 3%或 97. 45%等。 轻质碳酸钙的质量百分比例如 0? 13%、0. 3%、0. 5%、0. 7%、1. 0%、1. 3%、1. 5% 或1. 57%等。 碳酸镁的质量百分比例如 2.42%、2.5%、2.7%、3%、3.3%、3.5%、3.7% 或 3. 97%等。本专利技术所述的氧化铝陶瓷材料的制备方法，步骤如下： (1)将高铝粉煤灰进行预处理并水洗、过滤和干燥； (2)将上述干燥后的高铝粉煤灰、水、分散剂和粘结剂球磨后干燥并研磨得到粉 体； (3)粉体过筛、除铁后加入脱模剂混合均匀，然后压制成坯体； (4)坯体在加压条件下进行高温烧结，即得。 所述预脱硅反应将高铝粉煤灰置于碱溶液中升温、搅拌进行反应。 所述预脱娃反应中碱溶液为氢氧化钠溶液或/和氢氧化钾溶液，例如氢氧化钠溶 液、氢氧化钾或氢氧化钠和氢氧化钾的混合溶液，优选氢氧化钠溶液。 所述预脱硅反应中碱溶液的浓度为15-20%，例如15%、16%、17%、18%、19%或 20%等。 所述预脱硅反应中碱液与高铝粉煤灰的液固比为0. 5:1-3:1，例如0. 5:1、0. 7:1、 3:1、1. 5:1、1. 7:1、2:1、2. 3:1、2. 5:1、2. 7:1 或 3:1 等。 所述预脱娃反应中搅拌速率为450_750r/min，例如450r/min、500r/min、550r/ min、600r/min、650r/min、700r/min或 750r/min等。 所述预脱硅反应中反应温度为90-120°C，例如90°C、95°C、100°C、105°C、110°C、 115°C或 120°C等。 所述预脱硅反应中反应时间为0? 5-5h，例如0? 5h、lh、l. 5h、2h、2. 5h、3h、3. 5h、 4h、4. 5h或 5h等。 所述酸活化反应将预脱硅反应后的粉煤灰过滤、水洗后置于酸液中升温、搅拌进 行反应。 所述酸活化反应中酸液为盐酸、硫酸或醋酸中任意一种或者至少两种的组合物， 所述组合典型但非限制性的实例有：盐酸和硫酸的组合，硫酸换和醋酸的组合或盐酸、硫酸 和醋酸的组合，优选盐酸。 所述酸活化反应中酸溶液浓度为5-20%，例如5%、7%、10%、13%、15%、17%或 20%等。 所述酸活化反应中加料液固比为1:1-3:1，例如1:1、1. 3:1、1. 5:1、1. 7:1、2:1、 2. 3:1、2. 5:1、2. 7:1 或 3:1 等。 所述酸活化反应中揽拌速率为450?750r/min，例如450r/min、500r/min、550r/ min、600r/min、650r/min、700r/min或 750r/min等。 所述酸活化反应中反应温度为60?95°C，例如60°C、65°C、70°C、75°C、80°C、 85°C、90°C或 95°C等。 所述酸活化反应中反应时间为0. 5?2h，例如0. 5h、0. 7h、lh、l. 3h、l. 5h、l. 7h或 2h等。 所述的分散剂为IS0BAM-110。 所述分散剂的质量是上述原料总质量的0. 01-0. 03 %，例如0. 01 %、0. 02 %或 0? 03% 等。 所述的粘结剂为IS0BAM-104。 所述粘结剂的质量是上述原料总质量的0. 01-0. 03 %，例如0. 01 %、0. 02 %或 0? 03% 等。 所述的球磨过程中研磨球、原料和水的质量比3. 8-4. 2:0. 9-1. 1:0. 7-0. 9,例如 3. 8:0. 9:0. 7、4:1:0. 8、4. 1:1. 1:0. 9 或 4. 2:1. 1:0. 9 等。 所述的研磨球是氧化铝球或玛瑙球中的一种或两种按任意比例混合。 所述的球磨过程中浆料粒度是050为1.31_1.4511111，例如1.3111111、1.411111、 1. 41um、1. 42um、1. 43um、1. 44um或 1. 45um等，D90 为 1. 87-2. 14um，例如 1. 87um、 1. 9um、1. 93um、1. 95um、1. 97um、2um、2. 1um或 2. 14um等。 所述的脱模剂为硬脂酸镁和/或硬脂酸钡。 所述脱模剂的质量是上述原料总质量的0. 4-0. 8%，例如0. 4%、0. 5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氧化铝陶瓷材料其特征在于，该氧化铝陶瓷材料由以下原料按质量百分比计制备得到：高铝粉煤灰 94.46‑97.45％轻质碳酸钙 0.13‑1.57％，碳酸镁 2.42‑3.97％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：华文蔚，
申请(专利权)人：华文蔚，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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