【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机黑色陶瓷制备，具体涉及一种可低温烧结的黑色氧化铝陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、黑色氧化铝陶瓷不仅具有耐高温、耐磨、化学稳定性好、绝缘性好、介电常数低等特性，还具有独特的遮光性，被广泛地应用于陶瓷基板、数码管衬板、封装管壳、晶体振荡器等领域。
2、传统的黑色氧化铝陶瓷在制备过程中需添加价格昂贵的氧化钴和氧化镍，导致其烧结温度高、价格较高，限制了其规模化生产和应用。近年来，为制备出性价比高的黑色氧化铝陶瓷，研究人员开发出fe-cr-mn及cr-mo-ti系黑色氧化铝陶瓷，但其烧结温度高，黑色不纯正，难以规模化应用。
3、总之，现有黑色氧化铝陶瓷的制备存在烧结温度高、能耗大、成本高、黑色不易控制等缺点，极大的限制了黑色氧化铝陶瓷的规模化生产和应用。因此，如何低成本制备黑色氧化铝陶瓷是本领域亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种可低温烧结的黑色氧化铝陶瓷及其制备方法，采用该方法制备的黑色氧化铝陶瓷烧结温度低、黑色纯正，且该方法工艺易于控制、成本低、应用前景大。
2、为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：
3、本专利技术提供一种可低温烧结的黑色氧化铝陶瓷，包括以下质量百分含量的组分：20～90wt％的al2o3，1～70wt％的sio2，0～5wt％的na2o，0～4wt％的k2o，3～10wt％的cr2o3，0～8wt％的nio，1
4、本专利技术还提供一种黑色氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
5、1)按配比称取含al2o3化合物粉体、含sio2化合物粉体、含na2o化合物粉体、含k2o化合物粉体、含cr2o3化合物粉体、含nio化合物粉体、含cuo化合物粉体、含tio2化合物粉体、含y2o3化合物粉体和含la2o3化合物粉体，混合均匀，制得混合粉体；
6、2)按分散剂:粘结剂:去离子水的质量比为0.0005～0.005:0.0005～0.005:1的配比，将分散剂和粘结剂溶于去离子水，搅拌制得溶液；其中，分散剂和粘结剂均为isobam104或isobam110；
7、3)按混合粉体:去离子水质量比为1.5～3.8:1的配比，将混合粉体加入步骤2)得到的溶液中，搅拌2～20min，真空除泡，制得混合浆料；
8、4)将步骤3)得到的混合浆料注入模具中，在常温条件原位固化6～72h，脱模，制得陶瓷坯体；
9、5)将步骤4)得到的陶瓷坯体在室温干燥48～96h，然后在1100～1450℃的温度下煅烧0.5～12h，制得黑色氧化铝陶瓷。
10、进一步地，步骤1)中，含al2o3化合物粉体为铝矾土、氧化铝、莫来石、硅线石中的至少一种。
11、进一步地，步骤1)中，含sio2化合物粉体为高岭土、粘土、二氧化硅中的至少一种。
12、进一步地，步骤1)中，含na2o化合物粉体为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、钠长石中的至少一种；含k2o化合物粉体为碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、钾长石中的至少一种。
13、进一步地，步骤1)中，含cr2o3化合物粉体为硝酸铬、硫酸铬、氧化铬、氯化铬、重铬酸钠、重铬酸钾、重铬酸铵中的至少一种。
14、进一步地，步骤1)中，含nio化合物粉体为氧化亚镍、三氧化二镍、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的一种。
15、进一步地，步骤1)中，含cuo化合物粉体为氧化铜、氧化亚铜、硝酸铜、硫酸铜、碱式碳酸铜、醋酸铜、氯化铜中的至少一种。
16、进一步地，步骤1)中，含y2o3化合物粉体为氧化钇、硝酸钇、硫酸钇、氯化钇中的至少一种；含la2o3化合物粉体为氧化镧、硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的至少一种。
17、进一步地，步骤5)中，煅烧气氛为空气气氛、氮气气氛、氩气气氛、氢气气氛中的一种。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1、本专利技术通过合理控制分散剂和去离子水等的比例，经过快速搅拌即可获得黑色陶瓷浆料，制备工艺简单、易于控制。
20、2、本专利技术在制备过程中，直接将陶瓷粉体原料和黑色颜料原料一起混合，价格低廉，对设备要求低，易于规模化生产，成本低，具有较大的产业化前景。
21、3、本专利技术具有工艺简单、易于控制、成本低等优点；用该方法制备的黑色氧化铝陶瓷烧结温度低、黑色纯正、成本低、应用前景大。
22、当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
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1.一种可低温烧结的黑色氧化铝陶瓷，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：20～90wt％的Al2O3，1～70wt％的SiO2，0～5wt％的Na2O，0～4wt％的K2O，3～10wt％的Cr2O3，0～8wt％的NiO，1.5～8wt％的CuO，0～10wt％的TiO2，0～7wt％的Y2O3，0～1wt％的La2O3。
2.根据权利要求1所述的黑色氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含Al2O3化合物粉体为铝矾土、氧化铝、莫来石、硅线石中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含SiO2化合物粉体为高岭土、粘土、二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含Na2O化合物粉体为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、钠长石中的至少一种；含K2O化合物粉体为碳酸钾、碳酸氢钾、氢氧化钾、钾长石中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含Cr2O3化合物粉体
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含NiO化合物粉体为氧化亚镍、三氧化二镍、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍中的一种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含CuO化合物粉体为氧化铜、氧化亚铜、硝酸铜、硫酸铜、碱式碳酸铜、醋酸铜、氯化铜中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含Y2O3化合物粉体为氧化钇、硝酸钇、硫酸钇、氯化钇中的至少一种；含La2O3化合物粉体为氧化镧、硝酸镧、氯化镧、硫酸镧中的至少一种。
10.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，煅烧气氛为空气气氛、氮气气氛、氩气气氛、氢气气氛中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种可低温烧结的黑色氧化铝陶瓷，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：20～90wt％的al2o3，1～70wt％的sio2，0～5wt％的na2o，0～4wt％的k2o，3～10wt％的cr2o3，0～8wt％的nio，1.5～8wt％的cuo，0～10wt％的tio2，0～7wt％的y2o3，0～1wt％的la2o3。
2.根据权利要求1所述的黑色氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含al2o3化合物粉体为铝矾土、氧化铝、莫来石、硅线石中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含sio2化合物粉体为高岭土、粘土、二氧化硅中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，含na2o化合物粉体为碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、钠长石中的至少一种；含k2o化合物粉体为碳酸钾、...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓先功，时义红，曹荣，柳萍，丁样，冉松林，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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