纳米添加氧化铝陶瓷的改性方法技术

本发明专利技术方法是在原氧化铝陶瓷生产工艺的配料或混料工序：ａ．直接添加纳米Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］；ｂ．用纳米Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］部分代替原配方中的精晶Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］；ｃ．直接添加一种或几种纳米粒度的添加剂；ｄ．用相应的纳米粒度的材料部分或全部替代原配方中的一种或几种添加剂。本发明专利技术方法制备出的氧化铝陶瓷，提高了抗热震性和断裂韧性，降低了脆性，因而将有更加广泛的应用前景。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以氧化铝为基料的陶瓷的改性方法。氧化铝陶瓷是指以氧化铝(Al2O3)为主成份的陶瓷，其附加成份(或称为添加剂)可以有SiO2、MgO、TiO2、CaO、BaO和MnO等.现有的氧化铝陶瓷的生产工艺流程是；配料——混料——打浆(或造粒)——成型——烧结所采用的原材料有Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO等，原材料的粒度一般为0.2μm以上。氧化铝陶瓷还根据其主晶相的不同，可以分为刚玉陶瓷，刚玉——莫来石陶瓷及莫来石陶瓷。氧化铝陶瓷制品具有良好的化学稳定性，高的硬度和耐磨性，以及良好的耐热性。但缺点是脆性大，热稳定性能(耐温度激变性或抗热震性)差。本专利技术目的是提供一种能降低Al2O3陶瓷的脆性，提高其抗热震性、强度和断裂韧性等性能的改性方法。本专利技术方法是沿用已有的Al2O3陶瓷生产工艺流程配料——混料——打浆(或造粒)——成型——烧结已有的原材料Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO，粒度在0.2μm以上。本专利技术所用Al2O3的含量为60～99.99％，且Al2O3是主成份，其余的均为添加剂。本专利技术所用Al2O3及添加剂的粒度为10～100nm。本专利技术的改性方法是在配料或混料工序时，通过下述的一种或几种方法完成的A.直接添加纳米Al2O3；B.用纳米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；C.直接添加一种或几种纳米粒度的添加剂；D.用相应的纳米粒度的材料部分或全部代替原配方中的一种或几种添加剂；本专利技术改性方法的纳米材料的添加或替代量范围为0.1～40％(wt)；纳米Al2O2可以是α相或γ相；纳米SiO2可以是晶态或非晶态；纳米TiO2可以是锐钛矿或金红石相。用本专利技术方法制备出的Al2O3陶瓷，不仅可以显著地提高陶瓷的强度和断裂韧性，更重要的是提高了抗热震性。本专利技术方法将使Al2O3陶瓷具有更新更广泛的应用前景。实施例1.在Al2O3基板材料中添加5％纳米Al2O3，其热稳定性比已有Al2O3陶瓷基板材料提高2～3倍，热导率提高10～15％，烧结平整度可以提高1、5划，晶粒度显著降低。2.在99瓷中添加10％的纳米Al2O3，经1600℃绕结后，陶瓷的强度和断裂韧性均可以提高50％以上，抗热震性也大幅度提高。权利要求1.一种，工艺过程是配料——混料——打浆(或造粒)——成型——烧结，原料用粒度为0.2μm以上的粗晶Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO等，其特征在于，在配料工序时，可以a.直接添加纳米Al2O3；b.用纳米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；c.直接添加一种纳米粒度的添加剂；d.直接添加几种纳米粒度的添加剂；e.用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中一种添加剂；f.用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中一种添加剂；g.用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中几种添加剂；h.用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中几种添加剂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于a.直接添加纳米Al2O3；b.用纳米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；c.直接添加一种纳米粒度的添加剂；d.直接添加几种纳米粒度的添加剂；e.用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中一种添加剂；f.用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中一种添加剂；g.用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中几种添加剂；h.用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中几种添加剂。也可以在混料工序时进行。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所用Al2O3的含量为60～99.99％；Al2O3是主成份；SiO2、MgO、TiO2、BaO、MnO、CaO是添加剂。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于替代、添加的Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO、MnO、CaO的粒度为10～100nm。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米材料的添加、替代量范围为0.1～40％(wt)。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米Al2O3可以是α相、γ相。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米可以是晶态、非晶态。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米TiO2可以是锐钛矿、金红石相。全文摘要本专利技术方法是在原氧化铝陶瓷生产工艺的配料或混料工序:a.直接添加纳米Al文档编号C04B35/10GK1180677SQ9611715公开日1998年5月6日 申请日期1996年10月25日 优先权日1996年10月25日专利技术者李广海, 张立德 申请人:中国科学院固体物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米添加氧化铝陶瓷的改性方法，工艺过程是：配料－混料－打浆（或造粒）－成型－烧结，原料用粒度为０．２μｍ以上的粗晶Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｉＯ↓［２］、ＭｇＯ、ＴｉＯ↓［２］、ＢａＯ和ＭｎＯ等，其特征在于，在配料工序时，可以：ａ．直接添加纳米Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］；ｂ．用纳米Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］部分替代原配方中的粗晶Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］；ｃ．直接添加一种纳米粒度的添加剂；ｄ．直接添加几种纳米粒度的添加剂；ｅ．用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中一种 添加剂；ｆ．用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中一种添加剂；ｇ．用相应的纳米粒度的材料部分替代原配方中几种添加剂；ｈ．用相应的纳米粒度的材料全部替代原配方中几种添加剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李广海，张立德，
申请(专利权)人：中国科学院固体物理研究所，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]