一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料及其制备方法和应用，属于陶瓷金属化技术领域，将75氧化铝烧结后，与玛瑙球和高纯水混合，经球磨，过筛，烘干后，再与玛瑙球、钼粉、锰粉、MgO和粘结剂混合球磨，过滤后在透明陶瓷上丝印，烘干后，进行一次金属化烧氢，经镀镍，烧镍后得到钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料；本发明专利技术中氧化镁的引入能够有效的降低原有玻璃相的粘度，改善玻璃相的流散性，使金属化配方玻璃相与钇铝石榴石透明陶瓷玻璃相更好互溶，实现了现行烧结温度范围内钇铝石榴石高密度透明陶瓷的金属化。同时，配方中引入氧化镁后抗拉强度对烧结温度的适应范围更为广泛。更为广泛。更为广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于陶瓷金属化
，具体涉及一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]陶瓷金属化技术是一种将陶瓷材料同金属材料实现钎焊的技术，具有强度高、气密性好、工艺实现方便的特点，陶瓷金属化产品作为中高压开关柜用灭弧室外壳，主要起绝缘、结构支撑和气密性作用。随着灭弧室小型化趋势的发展，设计出外形尺寸小、耐压等级高的灭弧室产品越来越困难，为了能够可视化观察灭弧室的工作过程以便更好的指导产品设计，就需要将目前的95陶瓷外壳更换为透明外壳，而同时具有强度高、透明性好、电性能优异的透明陶瓷，现有的钇铝石榴石透明陶瓷的密度达到4.5g/cm3，传统的金属化工艺无法实现其金属化生产。
[0003]实现钇铝石榴石透明陶瓷金属化主要可以走两条路，一是较大幅度的提升金属化烧结温度，二是通过调整金属化配方实现，由于现有装备无法大幅度提高温度上限，并不适用。
[0004]针对现有的金属化工艺无法实现钇铝石榴石透明陶瓷的金属化生产，急需找到一种新的钇铝石榴石透明陶瓷金属化方法，以实现在现有金属化烧结温度的范围内钇铝石榴石高密度透明陶瓷的金属化。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料及其制备方法和应用，以解决现有的金属化工艺及装备无法实现钇铝石榴石透明陶瓷的金属化生产的技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术公开了一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]1)将75氧化铝煅烧后，与玛瑙球和高纯水混合，经球磨，过筛，得到75氧化铝料浆；
[0009]2)将步骤1)制得的75氧化铝料浆烘干后，得到75氧化铝粉，将75氧化铝粉与玛瑙球、钼粉、锰粉、MgO和粘结剂混合球磨，过滤后得到膏剂；
[0010]3)用步骤2)制得的膏剂在钇铝石榴石高密度透明陶瓷上丝印，烘干后，进行一次金属化烧氢，经镀镍，烧镍后，得到钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料。
[0011]优选地，步骤1)中，75氧化铝煅烧时的推进速度为0.8～1.2m/h，75氧化铝的煅烧温度为1100～1300℃，保温时间为20～30min；玛瑙球的由大球和小球组成，大球：小球的质量比为1:2；大球的尺寸为φ7～φ10，小球的尺寸为φ3～φ5；球磨速度为20～30周/分钟，球磨时间为230～250h；75氧化铝料浆的D90≤2μm。
[0012]优选地，步骤2)中，烘干的温度为100～130℃，时间为22～25h。
[0013]优选地，步骤2)中，75氧化铝粉：玛瑙球：钼粉：锰粉：粘结剂的质量比为(0.9～1.1):10:(7～9):(0.9～1.1):(2.3～2.5)；75氧化铝粉、钼粉和锰粉三者的质量之和与MgO的质量比为1:(0.002～0.005)；粘结剂为乙基纤维素松油醇；乙基纤维素松油醇由乙基纤维素：松油醇按照质量比为1:19混合制得。
[0014]优选地，步骤2)中，玛瑙球的由大球和小球组成，大球：小球的质量比为1:2；大球的尺寸为φ8～φ13，小球的尺寸为φ5～φ8；球磨转速为30～40周/分钟，球磨时间为22～25h。
[0015]优选地，步骤3)中，膏剂在钇铝石榴石高密度透明陶瓷上的丝印厚度为10～20μm。
[0016]优选地，步骤3)中，烘干温度为110～130℃，时间为18～30min；一次金属化烧氢的条件为：在湿氢气氛下1460～1480℃保温30～60min。
[0017]优选地，步骤3)中，镀镍的镍层厚度为2～4μm，烧镍的条件为：在干氢环境下800～850℃保温15～20min。
[0018]本专利技术还公开了上述制备方法制得的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料。
[0019]本专利技术还公开了上述钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料在制备中高压开关柜用灭弧室外壳中的应用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术公开了一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，将75氧化铝煅烧后，与玛瑙球和高纯水混合，经球磨，过筛，烘干后，与玛瑙球、钼粉、锰粉、MgO和粘结剂混合球磨，过滤后，丝印在钇铝石榴石高密度透明陶瓷的端面上，烘干后进行一次金属化烧结，烧结后经镀镍，烧镍得到钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料；通过引入MgO能够有效的降低原有玻璃相的粘度，改善了高温状态下玻璃相的粘度及流散性，使得金属化配方玻璃相与钇铝石榴石透明陶瓷玻璃相更好互溶，从而实现了现行烧结温度范围内钇铝石榴石高密度透明陶瓷的金属化。同时，配方中引入MgO后，制得的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的抗拉强度对烧结温度的适应范围更为广泛。
[0022]本专利技术还公开了上述制备方法制得的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料，抗拉强度平均值为438～465Mpa，同现有工艺制备的钇铝石榴石高密度透明陶瓷材料相比，抗拉强度提高近100％，灭弧室要求平均抗拉值≥200Mpa，本专利技术公开的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的性能完全能够满足灭弧室对抗拉强度的需求。
[0023]本专利技术还公开了上述钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料在制备中高压开关柜用灭弧室外壳中的应用，同现有95％Al2O3真空管陶瓷在真空灭弧室中的使用相比，本专利技术公开的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料在应用时，可目视化观察灭弧室的工作过程，直观发现设计缺陷，更好的指导灭弧室的小型化设计。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例2制得的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料在1460～1480℃的三点抗拉强度测试图；
[0025]图2为本专利技术实施例2制得的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料在1450～1470℃的三点抗拉强度测试图。
具体实施方式
[0026]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将75氧化铝煅烧后，与玛瑙球和高纯水混合，经球磨，过筛，得到75氧化铝料浆；2)将步骤1)制得的75氧化铝料浆烘干后，得到75氧化铝粉，将75氧化铝粉与玛瑙球、钼粉、锰粉、MgO和粘结剂混合球磨，过滤后得到膏剂；3)用步骤2)制得的膏剂在钇铝石榴石高密度透明陶瓷上丝印，烘干后，进行一次金属化烧氢，经镀镍，烧镍后，得到钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料。2.根据权利要求1所述的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，75氧化铝煅烧时的推进速度为0.8～1.2m/h，75氧化铝的煅烧温度为1100～1300℃，保温时间为20～30min；所述玛瑙球的由大球和小球组成，大球：小球的质量比为1:2；大球的尺寸为φ7～φ10，小球的尺寸为φ3～φ5；所述球磨速度为20～30周/分钟，球磨时间为230～250h；所述75氧化铝料浆的D90≤2μm。3.根据权利要求1所述的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述烘干的温度为100～130℃，时间为22～25h。4.根据权利要求1所述的钇铝石榴石高密度透明陶瓷金属化材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述75氧化铝粉：玛瑙球：钼粉：锰粉：粘结剂的质量比为(0.9～1.1):10:(7～9):(0.9～1.1):(2.3～...

【专利技术属性】
技术研发人员：项争顺，李拉练，王伟，卢煌，
申请(专利权)人：陕西宝光陶瓷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：