一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法技术

一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型；（2）把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；（3）升温到900℃并保温，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。

Method for preparing dense aluminum phosphate film on zirconium silicate ceramic surface

A method for preparing dense aluminium phosphate film on the surface of zirconium silicate ceramics is characterized in the following steps: (1) mixing aluminium metaphosphate, aluminium phosphate and alumina in a molar ratio of 2:1:1, then forming the mixed powder by dry pressing; (2) forming the green body by dry pressing and the zirconium silicate ceramics by dry pressing. Put the green body in a high-temperature furnace and place it directly above the zirconium silicate ceramics, and keep the distance between the green body and the zirconium silicate ceramics at 0.1 mm by using the support; (3) raise the temperature to 900 C and keep it warm, and then cool down to room temperature with the furnace, a dense glass film can be made on the surface of the zirconium silicate ceramics; (4) attach it to the glass film. The zirconium silicate ceramic with glass film was heated to 700 C and kept for 2 hours, then cooled to room temperature with furnace, then the dense aluminum phosphate film was prepared on the surface of zirconium silicate ceramic.

【技术实现步骤摘要】
一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法
本专利技术提供的是一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，属于陶瓷材料制备

技术介绍
磷酸铝作为粘结剂和耐高温的陶瓷材料，其易于制备，便于保存，具有良好的常温和高温性能，被广泛利用为耐摩擦材料、耐高温材料及可作为某些材料的耐氧化薄膜材料。将磷酸铝应用到高温陶瓷领域可以制备得到致密的薄膜，利用其制备的陶瓷薄膜包裹在基体表面可显著提高基体的摩擦磨损性能以及部分基体材料（如碳化物、氮化物等）的抗氧化性能。硅酸锆是一种耐高温材料、耐磨材料，如果在其表面涂覆一层致密的磷酸铝涂层，可以显著提高其力学性能，对于延长其使用寿命、降低使用成本，具有非常重要的实际应用价值。目前，有的研究者（魏连启等，新型纳米磷酸铝致密陶瓷薄膜的制备与表征，稀有金属材料与工程，2007年8月增刊，516-518页）利用纳米磷酸铝的高烧结活性来制备致密磷酸铝薄膜，但这种方法比较复杂，不利于在工业生产中应用推广。为了克服以上缺陷，本技术专利技术提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉、可工业化生产的、在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法。
技术实现思路
本专利技术技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉、可工业化大批量生产的在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其技术方案为：一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；（2）把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；（3）以20℃/min的速度升温到900℃并保温60-120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。本技术专利技术的工作原理：偏磷酸铝的熔点较低，在800℃下能完全熔融为液态。把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，在900℃下形成一部分液体，这部分液体具有较好的流动性，会在保温过程中滴到硅酸锆陶瓷的表明，且该液相具有较大的表面张力，能在硅酸锆陶瓷表面形成一层液膜，冷却后形成玻璃膜；在加热到700℃并保温2小时后，玻璃膜就会反应、结晶形成致密的磷酸铝膜。用XRD衍射技术分析发现，其主晶相是磷酸铝。具体实施方式实施例1把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；以20℃/min的速度升温到900℃并保温60分钟，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。此时制得的膜的厚度大约20微米。用XRD衍射技术分析发现，其主晶相是磷酸铝。实施例2把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；以20℃/min的速度升温到900℃并保温90分钟，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。此时制得的膜的厚度大约35微米。用XRD衍射技术分析发现，其主晶相是磷酸铝。实施例3把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；以20℃/min的速度升温到900℃并保温120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。此时制得的膜的厚度大约50微米。用XRD衍射技术分析发现，其主晶相是磷酸铝。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1） 把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；（2）把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和硅酸锆陶瓷间的距离保持在0.1毫米；（3）以20 ℃/min的速度升温到900 ℃并保温60‑120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的硅酸锆陶瓷以5 ℃/min的速度加热到700 ℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在硅酸锆陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。

【技术特征摘要】
1.一种在硅酸锆陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；（2）把干压成型坯体和硅酸锆陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在硅酸锆陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体...

【专利技术属性】
技术研发人员：白佳海，杜庆洋，李成峰，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37