一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷材料领域，特别是指一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷及其制备方法。该精细功能陶瓷包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末8～10份；钛酸钡25～30份；氢氧化铝8～12份；二氧化锆45～55份；碳化硅10～18份；六甲基二硅氮烷4～8份；浓氨水2～5份；去离子水12～18份。其中二氧化硅纳米晶体表面通过六甲基二硅氮烷和浓氨水进行改性，使二氧化硅纳米晶体表面以凹凸不平的原子台阶形式存在，为其表面与其他组分连接提供条件，从而增加精细功能陶瓷整体结构的强度,以使精细功能陶瓷具有更好的结构强度，且具有更长的额使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料领域，特别是指一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷及其制备方法。
技术介绍
精细功能陶瓷，泛指指在应用时主要利用其非力学性能的材料，这类材料通常具有一种或多种功能，如电、磁、光、热、化学、生物等;有的还有耦合功能，如压电、压磁、热电、电光、声光、磁光等。具体如压电陶瓷，压电陶瓷是一种新兴的陶瓷材料，迄今已有一百多年的发展历史。上世纪中期，PZT系压电陶瓷的专利技术，促进了电子技术的飞速发展，从而使各种电子产品出现在我们的面前，压电陶瓷作为其内部精密的元件，可以将电能转换成机械能或者将机械能转换成电能，在电子产品中起到了关键作用。为获得高的压电性能，一般采用软性添加物进行掺杂改性，这样的方式虽然能够使压电陶瓷性能活跃，但结构稳定性差，且使用寿命短，最终将影响电子产品的寿命。
技术实现思路
针对上述
技术介绍
提出的不足，本专利技术提供一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷及其制备方法。本专利技术采用如下技术方案：一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末8～10份；钛酸钡25～30份；氢氧化铝8～12份；二氧化锆45～55份；碳化硅10～18份；六甲基二硅氮烷4～8份；浓氨水2～5份；去离子水12～18份。作为进一步的改进，含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷具体包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末10份；钛酸钡28份；氢氧化铝9份；二氧化锆50份；浓氨水4份；碳化硅15份；六甲基二硅氮烷7份；去离子水15份。作为进一步的改进，包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末8份；钛酸钡29份；氢氧化铝10份；浓氨水3份；二氧化锆46份；碳化硅15份；六甲基二硅氮烷5份；去离子水16份。作为进一步的改进，所述二氧化硅纳米晶体粉末由百分比为硅酸钠65%、无水乙醇12%、去离子水23%的成分制备而成。上述含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷的制备方法包括如下步骤：S1：制备二氧化硅纳米晶体粉末：S2：将二氧化硅纳米晶体粉末、六甲基二硅氮烷、浓氨水和水倒入搅拌容器内搅拌5～10min；S3：将搅拌容器内的水滤出，再将二氧化硅纳米晶体粉末干燥处理，即可获得改性二氧化硅纳米晶体粉末；S4：将步骤S3获得的改性二氧化硅纳米晶体粉末和钛酸钡、氢氧化铝、二氧化锆、碳化硅和去离子水置于搅拌容器内混合，制得混合浆料；S5：将混合浆料浇注至模具内，压制成型；S6：开模，取出压制成型的坯体，放入烧结炉中以1000～1150℃的温度烧结3～4h；S7：取出坯体，经自然冷却后，再打磨，即可获得精细功能陶瓷。作为上述制备方法的进一步的改进，所述步骤S1制备二氧化硅纳米晶体粉末的方法包括有如下步骤，S1-1：将硅酸钠、无水乙醇和去离子水倒入搅拌容器内，搅拌5～8min后加入氯化铵溶液，再搅拌15～20min；S1-2：对搅拌容器加热，并且以40～45℃的温度加热15～20min，获得胶状物；S1-3：将胶状物烘干后，放入烘箱内，并且以350～450℃的温度加热30～45min，即可获得二氧化硅纳米晶体粉末。作为上述制备方法的进一步的改进，所述步骤S1-1中，各成分的百分比为硅酸钠65%、无水乙醇12%、去离子水23%。作为上述制备方法的进一步的改进，所述步骤S2中，所述步骤S2中，水占二氧化硅纳米晶体粉末、六甲基二硅氮烷和浓氨水总重的8%。由上述对本专利技术结构的描述可知，和现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术在制备精细功能陶瓷的组分中加入二氧化硅纳米晶体，并且对二氧化硅纳米晶体表面进行改性，使二氧化硅纳米晶体表面以凹凸不平的原子台阶形式存在，可增加其化学反应的接触面，为其表面与其他组分连接提供条件，从而增加精细功能陶瓷整体结构的强度，并且改性后可减弱二氧化硅表面的极性，降低二氧化硅表面的能态，避免二氧化硅纳米晶体聚集成团，从而改善二氧化硅纳米晶体的分散性，增加二氧化硅硅纳米晶体其与其他物质（即钛酸钡和二氧化锆）之间的相容性。由此可见本专利技术的精细功能陶瓷相比现有的精细功能陶瓷具有更好的结构强度，且具有更长的额使用寿命。具体实施方式一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其包括有如下重量份的组分：二氧化硅纳米晶体粉末8～10份；钛酸钡25～30份；氢氧化铝8～12份；二氧化锆45～55份；碳化硅10～18份；六甲基二硅氮烷4～8份；去离子水12～18份。其中所述二氧化硅纳米晶体粉末由百分比为硅酸钠65%、无水乙醇12%、去离子水23%的成分制备而成。上述含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷的制备方法包括如下步骤：S1：依以下方法制备二氧化硅纳米晶体粉末：S1-1：称取硅酸钠、无水乙醇和去离子水，且其重量百分比为硅酸钠65%、无水乙醇12%、去离子水23%，再将硅酸钠、无水乙醇和去离子水倒入搅拌容器内，搅拌5～8min后加入氯化铵溶液，再搅拌15～20min，其中氯化铵溶液占搅拌容器内成分总量的8%；S1-2：对搅拌容器加热，并且以40～45℃的温度加热15～20min，获得胶状物；S1-3：将胶状物烘干，其烘干方式可以将胶状物置于托盘上，再放入烘箱内烘烤，具体的，可以以120℃的温度烘烤15～20min，之后再将烘箱温度转至350～450℃的温度，再加热30～45min，优选为420℃加热40min，至此即可获得二氧化硅纳米晶体粉末。S2：将二氧化硅纳米晶体粉末、六甲基二硅氮烷、浓氨水和水倒入搅拌容器内搅拌5～10min，其中水占二氧化硅纳米晶体粉末、六甲基二硅氮烷和浓氨水总重的8%。此过程中利用六甲基二硅氮烷对二氧化硅表面改性，并且二氧化硅为酸性氧化物，因此通过加入碱性的浓氨水以中和搅拌容器内的液体的PH值，避免六甲基二硅氮烷大量的水解而无法达到对二氧化硅纳米晶体粉末改性的目的。S3：将搅拌容器内的水滤出，再将二氧化硅纳米晶体粉末干燥处理，其烘干方式可以是自然风干，或者与上述步骤S1-1中胶状物的烘干方式一致，干燥之后即可获得改性的二氧化硅纳米晶体粉末。改性后的二氧化硅纳米晶体表面以凹凸不平的原子台阶形式存在，可增加其化学反应的接触面，为其表面与其他无机物连接提供条件，并且改性后可减弱二氧化硅表面的极性，降低二氧化硅表面的能态，避免二氧化硅纳米晶体聚集成团，从而改善二氧化硅纳米晶体的分散性及其与其他物质（即钛酸钡和二氧化锆）之间的相容性。S4：将步骤S3获得的改性二氧化硅纳米晶体粉末和钛酸钡、氢氧化铝、二氧化锆、碳化硅和去离子水置于搅拌容器内混合，制得混合浆料。S5：将混合浆料浇注至模具内，压制成型。S6：开模，取出压制成型的坯体，放入烧结炉中以1000～1150℃的温度烧结3～4h，具体优选为1100℃的温度烧结3h。S7：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：包括有如下重量份的组分，/n二氧化硅纳米晶体粉末 8～10份；/n钛酸钡 25～30份；/n氢氧化铝 8～12份；/n二氧化锆 45～55份；/n碳化硅 10～18份；/n六甲基二硅氮烷 4～8份；/n浓氨水 2～5份；/n去离子水 12～18份。/n

【技术特征摘要】
1.一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：包括有如下重量份的组分，
二氧化硅纳米晶体粉末8～10份；
钛酸钡25～30份；
氢氧化铝8～12份；
二氧化锆45～55份；
碳化硅10～18份；
六甲基二硅氮烷4～8份；
浓氨水2～5份；
去离子水12～18份。


2.根据权利要求1所述的一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末10份；钛酸钡28份；氢氧化铝9份；二氧化锆50份；碳化硅15份；六甲基二硅氮烷7份；浓氨水4份；去离子水15份。


3.根据权利要求1所述的一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：包括有如下重量份的组分，二氧化硅纳米晶体粉末8份；钛酸钡29份；氢氧化铝10份；二氧化锆46份；碳化硅15份；六甲基二硅氮烷5份；浓氨水3份；去离子水16份。


4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷，其特征在于：所述二氧化硅纳米晶体粉末由百分比为硅酸钠65%、无水乙醇12%、去离子水23%的成分制备而成。


5.一种含有二氧化硅纳米晶体的精细功能陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1：制备二氧化硅纳米晶体粉末：
S2：将二氧化硅纳米晶体粉末、六甲基二硅氮烷、浓氨水和水倒入搅拌容器内搅拌5～10min；
S3：将搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贵基，林宝明，罗桂，
申请(专利权)人：福建华夏金刚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35