一种Al-AlN陶瓷复合材料及其制备方法和用途技术

技术编号:45625086 阅读:12 留言:0更新日期:2025-06-24 18:50
本发明专利技术公开一种Al‑AlN陶瓷复合材料及其制备方法和用途,该陶瓷复合材料含有Al相、AlN相、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;相和Y<subgt;3</subgt;Al<subgt;5</subgt;O<subgt;12</subgt;相,Y<subgt;3</subgt;Al<subgt;5</subgt;O<subgt;12</subgt;相为AlN在空气烧结过程中生成的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;与Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;反应生成;其制备方法:步骤(1)、将铝粉、氮化铝粉和氧化钇粉混合得到混合原料粉;步骤(2)、向混合原料粉中加入聚乙烯醇水溶液,研磨混合得到研磨混合物;步骤(3)、将研磨混合物冷压成型,得到预制块;步骤(4)、将预制块烧结处理即得。该Al‑AlN陶瓷复合材料与Al‑Si储热材料相容性好,可用于Al‑Si储热材料的封装。本发明专利技术可以解决现有氮化铝陶瓷低温下烧结致密性差、弯曲强度和热导率也不够理想等技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氮化铝陶瓷。具体地说是一种al-aln陶瓷复合材料及其制备方法和用途。


技术介绍

1、太阳能热发电技术在一定程度上解决了能源的利用率低和时空上的不匹配等问题。但目前的应用在太阳能储热系统中的储热材料普遍存在储热密度低、热循环过程中性质不稳定以及对封装材料腐蚀性强的问题。

2、al-si储热材料具有储热密度大,热导率高以及反复热循环后性能稳定等优点,是一种良好的相变储热材料。可是,其在高温状态下容易与封装容器发生化学和物理反应,造成界面发生腐蚀,甚至可能致使储热材料发生泄漏。因此,封装材料性能的好坏直接关系到al-si储热材料是否可以推广与利用。目前储热容器主要有al2o3、si3n4、al3n4等,这类陶瓷容器虽然具有较强的抗腐蚀性,但普遍存在导热性差或强度低的问题。

3、现有技术有采用氧化钇为烧结助剂,以铝和氧化铝作为骨架材料,通过冷压烧结法制备出与al-12si储热材料相容性好的al-al2o3陶瓷。当氧化钇的添加量为0.2wt%,氧化铝的添加量为骨架材料总量的20wt%时,加入8wt%的聚乙烯醇溶液(质量分数为3本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Al-AlN陶瓷复合材料,其特征在于,含有Al相、AlN相、Al2O3相和Y3Al5O12相,Y3Al5O12相为AlN在空气烧结过程中生成的Al2O3与Y2O3反应生成。

2.根据权利要求1所述的Al-AlN陶瓷复合材料,其特征在于,AlN相占Al相、AlN相、Al2O3相和Y3Al5O12相之和的20~30wt%,Al2O3相占Al相、AlN相、Al2O3相和Y3Al5O12相之和的29.4~29.6wt%,Y3Al5O12相占Al相、AlN相、Al2O3相和Y3Al5O12相之和的0.4~0.6 wt%,余量为Al相。

3.一种Al-AlN陶瓷复合材...

【技术特征摘要】

1.一种al-aln陶瓷复合材料,其特征在于,含有al相、aln相、al2o3相和y3al5o12相,y3al5o12相为aln在空气烧结过程中生成的al2o3与y2o3反应生成。

2.根据权利要求1所述的al-aln陶瓷复合材料,其特征在于,aln相占al相、aln相、al2o3相和y3al5o12相之和的20~30wt%,al2o3相占al相、aln相、al2o3相和y3al5o12相之和的29.4~29.6wt%,y3al5o12相占al相、aln相、al2o3相和y3al5o12相之和的0.4~0.6 wt%,余量为al相。

3.一种al-aln陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的al-aln陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,铝粉中的铝的质量分数大于或等于99.99wt%,铝粉的粒径为40~100µm;氮化铝粉中的氮化铝的质量分数大于或等于99.99wt%,氮化铝粉的粒径为480~550nm;氧化钇粉中氧化钇的质量分数大于或等于99.9wt%,氧化钇粉的粒径为40~100nm;混合原料粉中,氧化钇粉的质量分数为0.2~1.0wt%,铝粉与氮化铝粉的质量之比为(1.5~4) : 1。

5.根据权利要求4所述的al-aln陶瓷复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,铝粉中的铝的质量分数等于99.99wt%,铝粉的平均粒径为48µm;氮化铝粉中的氮化铝的质量分数等于99.99wt%,氮化铝粉的平均粒径为500nm;氧化钇粉中氧化钇的质量分数等于99.9wt%,氧化钇粉的平均粒径为50nm;混合原料粉中,铝粉的质量分数为70wt%,氮化铝粉的质量分数为29.6wt%,氧化钇粉的质量分数为0...

【专利技术属性】
技术研发人员:张瑞英薛融昕梁亚红赵鸽唐学智张智磊龚鑫喻程冀
申请(专利权)人:内蒙古工业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1