陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。所述陶瓷材料的配方由以下重量百分含量的原料制成：氧化铝粉末89.2-93.6％；氧化锆粉末6-10％；氧化钇粉末0.4-0.8％。本发明专利技术通过在陶瓷材料中添加氧化钇，提高了陶瓷材料的力学性能，使得陶瓷材料的空隙度小，且在应力交变循环中，获得较高的疲劳极限，同时由于氧化锆的加入，强韧化了氧化铝陶瓷材料，使得陶瓷材料的断裂方式表现为穿晶断裂，没有晶粒被拔出，从而减少了磨粒磨损，进而得到了耐磨性高、韧性高、摩擦较小的陶瓷材料，增加了陶瓷材料在工程中的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料
，特别涉及一种。
技术介绍
陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。其中，氧化铝陶瓷由于具有优异的物理力学性能，如高硬度、高熔点、耐磨性好等，成为深受欢迎的陶瓷材料之一，广泛地应用于切削工具、耐磨零件、高温部件等。然而，现有技术中的氧化铝陶瓷的摩擦系数较高，工程应用中产生的能力损失较大，影响了产品的质量，同时限制了氧化铝陶瓷材料的进ー步应用。
技术实现思路
为了降低氧化铝陶瓷的摩擦系数，增大氧化铝陶瓷的应用范围，本专利技术实施例提供了一种。所述技术方案如下一方面，本专利技术实施例提供了一种陶瓷材料，所述陶瓷材料的配方由以下重量百分含量的原料组成氧化铝粉末89. 2-93. 6% ;氧化锆粉末6-10%;氧化钇粉末0. 4-0. 8 %。优选地，所述陶瓷材料的配方包括以下重量百分含量的原料氧化铝粉末92. 4-92. 6% ;氧化锆粉末VA ;氧化钇粉末0. 4-0. 6%。优选地，所述氧化铝粉末的平均粒径为0. 20-0. 26 u m、纯度为99. 8%。另ー方面，本专利技术实施例还提供了一种陶瓷材料的制备方法，所述方法包括将氧化铝粉末、氧化锆粉末和氧化钇粉末，混料、研磨和造粒，制成陶瓷粉料；将所述陶瓷粉料经过成型エ艺制成坯体；将所述坯体烧结，得到陶瓷材料。具体地，所述将氧化铝粉末、氧化锆粉末和氧化钇粉末，混料、研磨和造粒，制成陶瓷粉料，具体包括将氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化钇粉末和粘结剂溶液放入球磨罐中，球磨12个小时；将球磨后的溶液真空干燥形成块体，并将所述块体碾成粉末；在所述粉末上喷水，使得粉末形成粉粒，并用筛子过筛。具体地，水的加入量为使得80%的粉末形成粉粒，并且加入水后的粉末中不见水的流动。优选地，所述粘结剂溶液为浓度为7%的聚こ烯醇溶液，且加入的粘结剂溶液的质量为所述陶瓷材料的原料的16. 6% -20%。由于聚こ烯醇能溶于热水，与水的极性分子间存在很强的吸引力，同时具有很好的稠粘性和流动性，所以选用聚こ烯醇溶液作为粘结剂， 可使陶瓷粉末具有好的可塑性。具体地，所述聚こ烯醇溶液可以通过以下方法配备将聚こ烯醇粉末与水按比例配好，放入恒温水浴锅中加热，加热温度为100°C，保温8个小时。优选地，所述筛子为100目和220目的筛子。通过两次过筛去除没有形成粉粒的粉料，保持了造型強度。具体地，将所述陶瓷粉料经过成型エ艺制成坯体，具体包括对所述陶瓷粉料进行模压成型和冷等静压成型，得到坯体，其中，所述模压成型的压カ为20MPa，所述冷等静压成型的压カ为200MPa，保压10分钟。将陶瓷粉料先进行模压成型，在经过一段时间的冷等静压，消除陶瓷粉料内部的密度和应カ分布不均，得到均匀致密的陶瓷粉料。具体地，所述将所述坯体烧结，得到陶瓷材料，具体包括将所述坯体在常压1600°C的条件下烧结，并保温2个小吋。此步骤采用了条件要求最低的烧结方式，简化了生产エ艺。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过在陶瓷材料中添加氧化钇，提高了陶瓷材料的力学性能，使得陶瓷材料的空隙度小，且在应力交变循环中，获得较高的疲劳极限，同时由于氧化锆的加入，强韧化了氧化铝陶瓷材料，使得陶瓷材料的断裂方式表现为穿晶断裂，没有晶粒被拔出，从而減少了磨粒磨损，进而得到了耐磨性高、韧性高、摩擦较小的陶瓷材料，増加了陶瓷材料在工程中的应用范围。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进ー步地详细描述。实施例I按照下列配方称取原料(千克)氧化铝粉末93. 6、氧化锆粉末6、氧化钇粉末0. 4。制备方法(I)将氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化钇粉末按照上述配方，准确称量后备用。其中，氧化铝粉末的平均粒径为0. 26iim、纯度为99. 8 %。并配置粘结剂溶液，该粘结剂溶液选用浓度为7%的聚こ烯醇溶液。其中，配置聚こ烯醇溶液可以采用以下方法将聚こ烯醇粉末与水按比例配好，放入恒温水浴锅中加热，加热温度为100°C，保温时间为8个小时。(2)将称量好的粉末以及粘结剂溶液置于球磨罐中，球磨12个小时，得到混合均匀的溶液；其中，加入的粘结剂溶液的质量为20。(3)将步骤(2)中得到的溶液放入中空干燥箱中干燥，形成块体，将块体放入碾体中碾成粉末。(4)将步骤⑶中得到的粉末铺开，并向粉末上洒水，使得粉末形成粉粒，并经过100目和220目的筛子过筛，去除未形成粉粒的粉末，得到陶瓷粉料，其中，水的加入量为使得80%的粉末形成粉粒，并且加入水后的粉末中不见水的流动。(5)将步骤⑷中得到的陶瓷粉料先进行压カ为20MPa的模压成型为坯体，再将坯体经过压カ为200MPa的冷等静压，保压10分钟，以消除坯体内部的致密和应力分布不均， 得到均匀致密的陶瓷坯体。(6)将步骤(5)中得到的陶瓷坯体采用条件要求最低的烧结方式烧结常压 1600°C烧结，保温2个小时。实施例2按照下列配方称取原料(千克)氧化铝粉末89. 2、氧化锆粉末10、氧化钇粉末0. 8。制备方法如实施例I。实施例3按照下列配方称取原料(千克)氧化铝粉末92. 4、氧化锆粉末7、氧化钇粉末0. 6。制备方法如实施例I。实施例4按照下列配方称取原料(千克)氧化铝粉末91. 4、氧化锆粉末8、氧化钇粉末0. 6。制备方法如实施例I。产品实验本专利技术实施例对现有的氧化铝陶瓷和本专利技术提供的陶瓷的性能进行测试，具体检测内容如下I、测试内容摩擦系数、断裂韧性、抗弯强度、烧结条件。2、测试结果如下表摩擦系数断裂韧性抗弯强度烧结条件现有技术y=0. 3474. 3Mpa m1/2297MPa真空热压本专利技术y=0. 1367. 05Mpa m1/2576. 5MPa常压需要说明的是，上表中的各项性能数值为多次测试的平均值。从上表可知本专利技术提供的陶瓷材料的摩擦系数小于现有技术的陶瓷材料，断裂韧性、抗弯强度都显著高于现有技术的陶瓷材料。此外，从上表中，可以看出本专利技术的陶瓷材料可以采用最低的烧结条件，降低了制备エ艺的复杂度。本专利技术陶瓷材料配方制成的陶瓷材料具有低摩擦、高耐磨的特性，能够广泛地应用于工程中。以上所述的实施例，只是本专利技术较优选的具体实施方式的ー种，本领域的技术人员在本专利技术技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本专利技术的包含范围内。权利要求1.一种陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料的配方由以下重量百分含量的原料制成氧化铝粉末89. 2-93. 6% ；氧化锆粉末6-10% ;氧化钇粉末0. 4-0. 8%。2.如权利要求I所述的材料，其特征在于，所述陶瓷材料的配方包括以下重量百分含量的原料氧化铝粉末92. 4-92. 6% ;氧化锆粉末7% ;氧化钇粉末0. 4-0. 6%。3.如权利要求I所述的材料，其特征在于，所述氧化铝粉末的平均粒径为0.2-0. 26 u m、纯度为 99. 8% 04.一种权利要求1-3任一项所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括 将氧化铝粉末、氧化锆粉末和氧化钇粉末，混料、研磨和造粒，制成陶瓷粉料；将所述陶瓷粉料经过成型エ艺制成坯体；将所述坯体烧结，得到陶瓷材料。5.如权利要求4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童幸生，郎静，袁耀华，万宇杰，江明，王汉林，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：