本发明属于陶瓷芯制造领域，更具体来说，涉及一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法。
背景技术：
氧化物陶瓷品种繁多，用途极为广泛，可作为结构材料，功能材料和高级耐火材料，用于电子、信息、激光、红外、计算机、宇航、原子能、化工、冶金等许多领域。
目前，研究较为广泛的氧化铝、氧化硅基陶瓷型芯，因型芯材料不具备对熔融钛合金良好的化学反应惰性且脱芯工艺复杂很难应用于钛合金精铸领域，而稀土元素在高温下具有很好的反应惰性，因此在陶瓷芯内添加少量稀土氧化物即可提高陶瓷芯的高温抗蠕变性能。
经检索，发明创造的名称为：一种稀土包覆氧化铝基陶瓷型芯(申请号：201410224781.2，申请公布日：2014.10.01)。该申请案公开了一种添加了稀土元素的陶瓷芯，采用该方案制备的陶瓷芯在铸造领域有一定的优势，但是该方案公布的制备方法不够好，制备的陶瓷芯本身的强度低，性能不具有精密铸造领域的要求，在使用时容易发生脆断，使用效果差。
技术实现要素：
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有的陶瓷芯强度不高、抗氧化性差的缺陷，提供一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，采用该方法制备的陶瓷芯，强度高，抗氧化性强。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：8％～10％陶瓷纤维、3％～5％硅酸乙酯水解液、8％～10％硅溶胶、60％～70％氧化铝、1％～2％氧化镁、1％～2％氧化镧以及10％～12％增塑剂。
优选的，氧化铝、氧化镁和氧化镧均为纳米级粉末。
优选的，制备方法为将陶瓷芯的材料进行按比例混合、加热、搅拌得到混合物，进一步将混合物注模高温烧制成型。
优选的，制备方法包括如下步骤：
s100、混合，将上述的陶瓷纤维、硅溶胶、氧化铝、氧化镁、氧化镧按所述的配比进行混合得到混合物；
s200、加热，对混合物进行加热，并进一步搅拌得到陶瓷粉体；
s300、增塑，添加所述分量的增塑剂至陶瓷粉体内，继续搅拌不少于15h制得初料；
s400、强粘，添加少量的硅酸乙酯水解液至初料内，搅拌成胶状料；
s500、注模，将胶状料缓慢注入模具中并剔除混入的空气；
s600、预烧，采用低温对模具中的胶状料进行加热预烧；
s700、终烧，预烧后的初型芯料进行高温烧结、保温和冷却成型。
优选的，步骤s300增塑的具体过程为增塑剂的添加采用间断式添加，每添加1％左右的增塑剂便快速搅拌混合15min，搅拌混合后继续添加相同量的增塑剂并搅拌混合，直至添加所需量的增塑剂并匀速搅拌不少于15h。
优选的，步骤s400强粘具体过程为添加的硅酸乙酯水解液从容器的边缘添加进入，搅拌的过程从边缘螺旋搅拌至中间。
优选的，步骤s600预烧的具体过程为在惰性气体的保护下进行600°～800°隔模加热烧制成型。
优选的，步骤s700终烧的具体过程为将预烧后的初型芯料快速升温到1350°～1400°进行高温烧结处理，烧结后进行不少于5h的保温，最后自然冷却获得稀土氧化物铝基陶瓷芯。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：8％～10％陶瓷纤维、3％～5％硅酸乙酯水解液、8％～10％硅溶胶、60％～70％氧化铝、1％～2％氧化镁、1％～2％氧化镧以及10％～12％增塑剂，本发明的陶瓷芯以氧化铝作为基材，氧化铝在高温下溶解渗透在陶瓷芯内部以及表面，最后冷却形成氧化铝膜，具有很高的抗氧化性，使得陶瓷芯整体的抗氧化性提高，同时其中含有氧化镧，提高陶瓷芯的耐高温性能。
(2)本发明的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，步骤s300增塑的具体过程为增塑剂的添加采用间断式添加，每添加1％左右的增塑剂便快速搅拌混合15min，搅拌混合后继续添加相同量的增塑剂并搅拌混合，直至添加所需量的增塑剂并匀速搅拌不少于15h，此增塑的过程缓慢而均匀，增塑剂可以完全与材料融合，使得整个陶瓷芯的塑性高。
(3)本发明的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，步骤s400强粘具体过程为添加的硅酸乙酯水解液从容器的边缘添加进入，搅拌的过程从边缘螺旋搅拌至中间，此强粘的过程从外部缓慢渐入内部，使得粘度具有梯度过程，外部粘度高，内部稍低，保证了陶瓷芯的完整性同时也使得表面的颗粒排列紧密，使得表面更光滑。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：8％～10％陶瓷纤维、3％～5％硅酸乙酯水解液、8％～10％硅溶胶、60％～70％氧化铝、1％～2％氧化镁、1％～2％氧化镧以及10％～12％增塑剂，此铝基陶瓷芯的材料组成中包含的氧化镧稀土元素可以提高陶瓷芯的导电性能和耐高温性能，同时大量的氧化铝作为基材在陶瓷芯表面形成氧化铝薄膜提高了陶瓷芯的抗氧化能力，增塑剂提高陶瓷芯的塑性能力，使得各个材料充分融合，硅酸乙酯水解液的粘性提高了陶瓷芯的整体强度，同时其耐火性使得陶瓷芯在高温下不燃烧，硅溶胶和陶瓷纤维高温下发生反应渗透至内部形成硅酸钙提高了陶瓷芯内部的强度。
上述的氧化铝、氧化镁和氧化镧均为纳米级粉末，采用纳米级粉末使得在后续制备是能够好融合并与其他材料反应，同时纳米级粉末之间的间隙更小提高了陶瓷芯的密度增加强度，表面更光滑。
制备方法为将陶瓷芯的材料进行按比例混合、加热、搅拌得到混合物，进一步将混合物注模高温烧制成型，在混合时进行初步加热提高了分子的活跃性，加速融合，使得材料的混合更加紧密，后续制备的陶瓷芯更加完整，整体性能保持一致。
上述的制备方法包括如下步骤：
s100、混合，将上述的陶瓷纤维、硅溶胶、氧化铝、氧化镁、氧化镧按所述的配比进行混合得到混合物；
s200、加热，对混合物进行加热，并进一步搅拌得到陶瓷粉体；
s300、增塑，添加所述分量的增塑剂至陶瓷粉体内，继续搅拌不少于15h制得初料；
s400、强粘，添加少量的硅酸乙酯水解液至初料内，搅拌成胶状料；
s500、注模，将胶状料缓慢注入模具中并剔除混入的空气；
s600、预烧，采用低温对模具中的胶状料进行加热预烧；
s700、终烧，预烧后的初型芯料进行高温烧结、保温和冷却成型。
上述的步骤s300增塑的具体过程为增塑剂的添加采用间断式添加，每添加1％左右的增塑剂便快速搅拌混合15min，搅拌混合后继续添加相同量的增塑剂并搅拌混合，直至添加所需量的增塑剂并匀速搅拌不少于15h，如果一次性假如全部的增塑剂再进行搅拌，加入的地方塑性高，离加入区较远的地方塑性差，同时搅拌也不能够使得增塑剂与其余材料完全融合，整体效果不好，而采用间断式少计量多次数的添加和搅拌，即可使得增塑剂与其余材料更好的融合并发生反应，整体的塑性得到保证。
上述的步骤s400强粘具体过程为添加的硅酸乙酯水解液从容器的边缘添加进入，搅拌的过程从边缘螺旋搅拌至中间，如果硅酸乙酯水解液从中间加入，该陶瓷芯的粘性梯度内部强外部弱，陶瓷芯整体的强度低，在高温烧制时容易表面开裂，使用时也容易脆断，而讲硅酸乙酯水解液从边缘加入并搅拌至中间，粘性强度外部高内部弱，陶瓷芯表面不易开裂，整体也不易断裂，使用效果好。
上述的步骤s600预烧的具体过程为在惰性气体的保护下进行600°～800°隔模加热烧制成型，预烧的目的是使得陶瓷芯整体成型，强度提高，采用惰性气体保护，避免铝基氧化物的反应，同时也使得水分蒸干。
上述的步骤s700终烧的具体过程为将预烧后的初型芯料快速升温到1350°～1400°进行高温烧结处理，烧结后进行不少于5h的保温，最后自然冷却获得稀土氧化物铝基陶瓷芯，此步骤可以使得铝基氧化物再陶瓷芯表面形成薄膜进行抗氧化性保护，而1350°～1400°的温度范围控制避免了温度过高使得陶瓷芯脆性增加，烧结后保温使得陶瓷芯内部也能保持高温环境反应，整体的性能提高。
实施例1
此实施例的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：10％陶瓷纤维、5％硅酸乙酯水解液、10％硅溶胶、60％氧化铝、1％氧化镁、2％氧化镧以及12％增塑剂。
测得采用上述比例的材料进行制备之后得到的陶瓷芯的抗压强度为900mpa，抗弯强度为300mpa。
实施例2
此实施例的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：8％陶瓷纤维、4％硅酸乙酯水解液、10％硅溶胶、66％氧化铝、1％氧化镁、1％氧化镧以及10％增塑剂。
测得采用上述比例的材料进行制备之后得到的陶瓷芯的抗压强度为930mpa，抗弯强度为310mpa。
实施例3
此实施例的一种稀土氧化物铝基陶瓷芯的制备方法，铝基陶瓷芯材料的化学组成百分比为：9％陶瓷纤维、3％硅酸乙酯水解液、8％硅溶胶、70％氧化铝、1％氧化镁、1％氧化镧以及8％增塑剂。
测得采用上述比例的材料进行制备之后得到的陶瓷芯的抗压强度为1000mpa，抗弯强度为330mpa。
以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。