一种陶瓷的制备方法以及陶瓷技术

本发明专利技术涉及陶瓷制备技术领域，尤其涉及一种陶瓷的制备方法以及陶瓷。能够将烧结助剂均匀分散于陶瓷胚体的表面上，从而能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。一种陶瓷的制备方法，包括：将烧结助剂或烧结助剂前驱体分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液；通过分散液或溶液对已成型的陶瓷坯体进行浸渍处理，使得分散液或溶液中的金属离子或金属氧化物均匀分布于陶瓷坯体的表面；并对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥、烧结，获得陶瓷。本发明专利技术实施例用于制备陶瓷。

A preparation method of ceramics and ceramics

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷的制备方法以及陶瓷
本专利技术涉及陶瓷制备
，尤其涉及一种陶瓷的制备方法以及陶瓷。
技术介绍
在陶瓷制品的制备过程中通常包含有：陶瓷粉末的制备、坯料的制备、坯体的成型、干燥、烧结、后处理等一系列工序。在功能性陶瓷的制备过程中，陶瓷的烧结对陶瓷产品的强度、一致性、耐久性、孔隙率等有较大的影响。因此提升陶瓷烧结过程中的烧结收缩率及致密化程度是提升功能性陶瓷产品质量的重要环节。通常情况下，陶瓷的烧结收缩率和材料种类、材料的粉末颗粒大小及材料颗粒大小的分布情况等均有关。在实际实验生产过程中，一旦材料种类及材料的粉末颗粒已经确定，则很难通过传统工艺对粉体进行继续改进和优化。若实验后发现陶瓷在烧结后的烧结收缩率及孔隙率不达标，则需要重新采购新一批材料粉末，此过程不仅大大增加了研发及生产的成本，同时也延误了研发生产的工期。在材料粉末内加入烧结助剂是一种提升陶瓷的致密化程度的有效方法，通常情况下在原始粉末中加入有助于烧结的氧化物，如氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌等。但通常烧结助剂的颗粒大小为微米级别，在均匀分散于陶瓷粉末表面上有很大的困难。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种陶瓷的制备方法以及陶瓷，能够将烧结助剂均匀分散于陶瓷胚体的表面上，从而能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种陶瓷的制备方法，包括：将烧结助剂或烧结助剂前驱体分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液；通过所述分散液或溶液对已成型并烧结后的陶瓷坯体进行浸渍处理，使得所述分散液或溶液中的金属离子或金属氧化物均匀分布于所述陶瓷坯体的表面；并对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥、烧结，获得所述陶瓷。可选的，所述浸渍处理以及对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥的次数为1-10次。可选的，一次所述浸渍处理的时间为1-20min。可选的，所述溶剂为还原性溶剂；或者，所述溶剂中还添加有用于将所述金属离子或金属氧化物还原为金属纳米颗粒，并使得金属纳米颗粒分散于所述溶液或分散液中的还原剂。可选的，在对所述陶瓷胚体进行烧结之前，所述制备方法还包括：通过还原性溶剂或还原剂的水溶液对干燥后的陶瓷胚体进行浸渍处理，以将分布于所述陶瓷胚体的表面上的金属离子或金属氧化物还原成金属纳米颗粒进行再次干燥的过程。可选的，所述还原剂为柠檬酸钠、胺类化合物、醛类化合物、醇类化合物、酰胺类化合物、酒石酸钾或抗坏血酸。可选的，所述还原剂在所述溶剂或水溶液中的摩尔浓度为所述烧结助剂或者烧结助剂前驱体中的金属离子的摩尔浓度的0.1-0.2倍。可选的，所述还原性溶剂为乙二醇或DMF。可选的，以0.5-10℃/min的升温速率升温至600-1300℃，并在600-1300℃保温1-10h，以对陶瓷胚体进行烧结。可选的，所述烧结助剂或者烧结助剂前驱体中的金属离子在所述溶液或分散液中的摩尔浓度的1-5mol/L。可选的，所述金属氧化物的粒径小于等于500nm。另一方面，本专利技术实施例提供一种陶瓷，通过如上所述的陶瓷的制备方法制备获得。可选的，所述陶瓷的烧结收缩率为10-20％。可选的，所述陶瓷的密度为理论密度的80％以上。本专利技术实施例提供一种陶瓷的制备方法以及陶瓷，通过将陶瓷粉体与烧结助剂或烧结助剂前驱体均匀分散或溶解于溶剂中，形成分散液，一种情况下，当烧结助剂如金属氧化物分散于所述溶剂中时，在溶剂的传质作用下，能够使所述烧结助剂均匀分散于所述陶瓷粉体的表面上，这样一来，在陶瓷烧结过程中，能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。另一种情况下，当烧结助剂前驱体如金属硝酸盐溶解于溶剂中时，金属硝酸盐中的金属离子同样能够在溶剂的传质作用下，均匀包覆于所述陶瓷粉体颗粒的表面上，这样一来，在陶瓷烧结过程中，同样能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种陶瓷的制备方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。一方面，本专利技术实施例提供一种陶瓷的制备方法，参见图1，包括：步骤1)将烧结助剂或烧结助剂前驱体分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液；步骤2)通过分散液或溶液对已成型并烧结后的陶瓷坯体进行浸渍处理，使得分散液或溶液中的金属离子或金属氧化物均匀分布于陶瓷坯体的表面；并对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥、烧结，获得陶瓷。其中，陶瓷胚体可以由氧化物粉体(如氧化铝、氧化锆、钛酸钡、铝酸镁等)、氮化物粉体(如氮化硅等)或碳化物粉体(如碳化硅等)等成型获得；烧结助剂通常情况下为氧化物，例如，氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌等。烧结助剂通常情况下为氧化物，例如，氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化铁、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化锌等。而实际操作中，通常以金属硝酸盐的形式与陶瓷粉体进行混合，在烧结过程中，金属硝酸盐加热分解为金属氧化物，因此，通常将这些金属硝酸盐称为烧结助剂前驱体。本专利技术实施例提供一种陶瓷的制备方法，通过将烧结助剂或烧结助剂前驱体均匀分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液，并将陶瓷胚体浸渍于分散液或溶液中，一种情况下，当烧结助剂如金属氧化物分散于所述溶剂中时，在溶剂的传质作用下，能够使所述烧结助剂均匀分散于所述陶瓷胚体的表面上，这样一来，在陶瓷烧结过程中，能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。另一种情况下，当烧结助剂前驱体如金属硝酸盐溶解于溶剂中时，金属硝酸盐中的金属离子同样能够在溶剂的传质作用下，形成液膜均匀分散于所述陶瓷胚体的表面上，这样一来，在陶瓷烧结过程中，同样能够有效提升陶瓷的烧结收缩率及致密化程度。其中，溶剂可以为有机溶剂，也可以为水。优选的，溶剂为乙醇或水。在浸渍处理完成后，通过对该浸渍处理后的陶瓷胚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：/n将烧结助剂或烧结助剂前驱体分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液；/n通过所述分散液或溶液对已成型并烧结后的陶瓷坯体进行浸渍处理，使得所述分散液或溶液中的金属离子或金属氧化物均匀分布于所述陶瓷坯体的表面；并对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥、烧结，获得所述陶瓷。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：
将烧结助剂或烧结助剂前驱体分散或溶解于溶剂中，形成分散液或溶液；
通过所述分散液或溶液对已成型并烧结后的陶瓷坯体进行浸渍处理，使得所述分散液或溶液中的金属离子或金属氧化物均匀分布于所述陶瓷坯体的表面；并对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥、烧结，获得所述陶瓷。


2.根据权利要求1所述的陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述浸渍处理以及对浸渍处理后的陶瓷坯体进行干燥的次数为1-10次。


3.根据权利要求2所述的陶瓷的制备方法，其特征在于，
一次所述浸渍处理的时间为1-20min。


4.根据权利要求1所述的陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述溶剂为还原性溶剂；或者，
所述溶剂中还添加有用于将所述金属离子或金属氧化物还原为金属纳米颗粒，并使得金属纳米颗粒分散于所述溶液或分散液中的还原剂。


5.根据权利要求1所述的陶瓷的制备方法，其特征在于，
在对所述陶瓷胚体进行烧结之前，所述制备方法还包括：
通过还原性溶剂或还原剂的水溶液对干燥后的陶瓷胚体进行浸渍处理，以将分布于所述陶瓷胚体的表面上的金属离子或金属氧化物还原成金属纳米颗粒进行再次干燥的过程。


6.根据权利要求4或5所述的陶瓷的制备方法，其特征在于，
所述还原剂为柠檬酸钠、胺类化...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈雪松，李营，陈有鹏，刘敏胜，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13