专利名称：一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料及其制造方法
技术领域：
:本发明属稀土复合陶瓷的技术领域，尤其涉及到一种新型稀土复合陶瓷材料的制造方法。
背景技术：
:稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、水磁材料等领域都得到了广泛的应用，并有不断扩大的趋势。例如，空间技术、海洋开发、电子技术、自动控制等领域中都需要应用性能优良、制造简便的陶瓷材料，稀土元素由于具有特殊的电子组态及其突出的化学活性，使它在陶瓷材料改性研究方面起着重要作用。例如在PbTio3陶瓷基材料中，掺杂La203、CeO2, Nd203、Sm2O3> Eu2O3和Gd2O3等稀土氧化物，可以获得介电常数小、机电耦合各向异性大的新材料，这种材料在高频、高灵敏度、高分辩率的超声换能器等方面有着广阔的应用多有报道，近年来已引起国内外材料学界的极大关注。但就专业复合应用于照明行业以及制造LED基板及有配的稀土复合陶瓷还未见报道。·发明内容:为了克服现有稀土复合陶瓷存在的韧性差、强度不高的问题，本发明提供一种应用于照明行业的具有良好的增强氧化铝系陶瓷韧性及强度的新型稀土复合陶瓷材料及其制造方法。本发明是通过以下技术实现其发明目的的。一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下体积百分比的物质组份组成:a-AL20370%, TI (C，N) 20%, M04%, Ni3.2%,Y2032.5%, MgO 0.3%，上述的 TI (C，N)的C、N元素的摩尔比为0.4-0.6: 0.6-0.4。上述各组分的纯度大于99%，平均直径小于I μ m。一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料及其制造方法，其特征是按照以下方法进行生广:将各组分原料按比例混合，以N2气为保护气氛，湿式球磨40h，干燥，在队气流中过筛，最后热压烧结成型，热压工艺参数为:热压压力为30-35Mpa，热压温度1600°C -1700°C，保温时间为4-5min。本发明的生产方法，为了提高纯度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，均采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加热清洗10_30min。在本发明的复合材料中，通过添加金属粉末MO和Ni，起到粘结相的作用，可以提高复合材料的强度。在本发明的复合材料中，通过添加Y2O3粉末，起到清洁界面、提高界面结合强度，有助于烧结的使用机理，提高材料的力学性能。本发明将陶瓷原材料Al2O3与TI (C，N)热压复合，从而形成Al2O3基TI (C，N)复合材料，该复桔材料具有良好的力学发生性能和耐高温、耐腐蚀、抗氧化性通顺。本发明中的陶瓷材料，其测试结果表明:所研制的复合陶瓷材料的抗弯强度最高达到965Mpa，断裂韧性达6.1Mpa172,分别比纯Al2O3陶瓷材料提高95%和61 %，比相应不含稀土氧化物的陶瓷材料提高约15%和18%，材料的硬度达到19.5Gpa，受稀土氧化物的影响不大。与已有发明相比较，本发明的主要特点在于通过在Al2O3与TI (C，N)复合陶瓷中添加稀土氧化物Y2O3，研制成功稀土补强Al2O3基TI (C，N)材料，其力学性能尤其是抗弯强度较相应不含稀土氧化物的陶瓷材料和其他现有含稀土元素的氧化铝系陶瓷材料有较大幅度提高。本发明所制备稀土复合陶瓷时具有可靠性高、安全、节电等优点。与现有技术相比，本发明所用材料价格便宜，烧结耗能少，烧结时间短，烧结制得的稀土复合陶瓷产品晶粒细小，无气孔，致密度高，使产品具有很好的强度和韧性，其性能(如导热系数、导电率、介电常数等)更加稳定可靠。本发明的生产方法具有操作简单，制品力学性能高的优点。
具体实施方式
:下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例:取 a-AL20370%，TI (C，N) 20%,M04%,Ni3.2%, Υ2032.5%，MgO0.3%，上述的 TI (C，N)的C、N元素的摩尔比为0，4-0.6: 0.6-0.4。上述各组分的纯度为99%，平均直径为I μ m。将各组分原料按比例混合，以N2气为保护气氛，湿式球磨40h，干燥，在N2气流中过筛，最后热压烧结成型，热压工艺参数为:热压压力为35Mpa，热压温度1700°C，保温时间为 4min。本发明的生产方法，为了提高纯度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加热清洗20min。在本发明的复合材料中，通过添加金属粉末MO和Ni，起到粘结相的作用，可以提高复合材料的强度。在本发明的复合材料中，通过添加Y2O3粉末，起到清洁界面、提高界面结合强度，有助于烧结的使用机理，提高材料的力学性能。本发明将陶瓷原材料Al2O3与TI (C，N)热压复合，从而形成Al2O3基TI (C，N)复合材料，该复桔材料具 有良好的力学发生性能和耐高温、耐腐蚀、抗氧化性通顺。本发明中的陶瓷材料，其测试结果表明:所研制的复合陶瓷材料的抗弯强度最高达到965Mpa，断裂韧性达6.1Mpa172,分别比纯Al2O3陶瓷材料提高95%和61 %，比相应不含稀土氧化物的陶瓷材料提高约15%和18%，材料的硬度达到19.5Gpa，受稀土氧化物的影响不大。
权利要求
1.一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下体积百分比的物质组份组成:a-AL20370%, TI (C, N) 20%, M04%, Ni3.2%, Y2032.5%,MgO0.3%，上述的TI (C，N)的C、N元素的摩尔比为0.4-0.6: 0.6-0.4 ;上述各组分的纯度大于99%，平均直径小于I μ m。
2.根据权利要求1所述的一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料，其制造方法是: (1)将各组分原料按比例混合，以N2气为保护气氛，湿式球磨40h，干燥，在N2气流中过筛，最后热压烧结成型，热压工艺参数为:热压压力为30-35Mpa，热压温度1600°C -1700°C，保温时间为4-5min ； (2)为了提高纯度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，均采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加热清洗10-30min ； (3)通过添加金属粉末MO和Ni，起到粘结相的作用，可以提高复合材料的强度； (4)通过添加Y2O3粉末，起到清洁界面、提高界面结合强度，有助于烧结的使用机理，提高材料的 力学性能。
全文摘要
一种应用于照明行业的稀土复合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下体积百分比的物质组份组成a-AL2O370％，TI(C，N)20％，MO4％，Ni3.2％，Y2O32.5％，MgO0.3％，上述的TI(C，N)的C、N元素的摩尔比为0.4-0.6∶0.6-0.4。其生产方法是将各组分原料按比例混合，以N2气为保护气氛，湿式球磨40h，干燥，在N2气流中过筛，最后热压烧结成型，热压工艺参数为热压压力为30-35Mpa，热压温度1600℃-1700℃，保温时间为4-5min。本发明所制备稀土复合陶瓷时具有可靠性高、安全、节电等优点。
文档编号C04B35/622GK103242032SQ20131014541
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者顾鹏 申请人:安徽三丁光伏节能电器有限公司