钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝致密陶瓷及其制造方法

文档序号:25544000发布日期:2021-06-18 20:41阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛酸铝陶瓷前体料,其特征在于:是由包含内核相和外壳相的核壳结构颗粒构成,其中内核相是氧化钛和氧化铝,外壳相是氧化硅。

2.根据权利要求1所述的钛酸铝陶瓷前体料,其特征在于:包括以下质量百分含量的组分:

氧化钛39~47%,氧化铝51~60%,氧化硅0.5~13%。

3.根据权利要求2所述的钛酸铝陶瓷前体料,其特征在于:所述氧化钛具有80%的颗粒尺寸小于或等于750nm、中值粒度小于或等于600nm的粒度分布;所述氧化铝具有80%的颗粒尺寸小于或等于700nm的粒度分布、中值粒度小于或等于600nm的粒度分布。

4.权利要求1~3中任一项所述的钛酸铝陶瓷前体料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)将氧化钛和氧化铝按质量百分数称重后混合均匀,混合选自球磨或研磨,得到内核相颗粒微粉;

(2)将硅酸酯溶解于乙醇中得到硅酸酯溶液,其中乙醇的质量大于或等于步骤(1)所述的内核相颗粒微粉的质量的一半,硅酸酯的用量按照权利要求2所述的质量百分含量换算确定;

(3)将步骤(1)得到的内核相颗粒微粉与步骤(2)得到的硅酸酯溶液混合均匀,混合选自球磨或研磨,得到内核相和硅酸酯湿态混合料;

(4)将步骤(3)得到的内核相和硅酸酯湿态混合料放入料浆池中,加入氨水,搅拌混匀,得到氨化的内核相和硅酸酯湿态混合料,其中氨水的质量与步骤(2)所述的乙醇的质量相等,氨水中氨的量按照氨与硅酸酯摩尔比为(0.1~1):1的量换算确定;

(5)将步骤(4)得到的氨化的内核相和硅酸酯湿态混合料陈化1-5h,然后加入粘结剂,搅拌均匀,干燥后得到钛酸铝陶瓷前体料。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:所述硅酸酯为正硅酸乙酯或正硅酸异丙酯或正硅酸甲酯;所述乙醇的质量百分浓度为75~100%;所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液,其质量百分浓度为2~12%;所述粘结剂用量按照粘结剂与内核相质量比为(0.1~0.6):1确定。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(5)所述干燥为喷雾干燥或自然晾干。

7.利用权利要求1~6中任一项所述的钛酸铝陶瓷前体料制造钛酸铝致密陶瓷的方法,其特征在于:包括以下步骤:

(1)将权利要求1~6中任一项所述的钛酸铝陶瓷前体料制坯,得到生坯体;

(2)将步骤(1)得到的生坯体在100~300℃下干燥2~12h,得到干坯体;

(3)将步骤(2)得到的干坯体进行烧制,烧成制度为:以5-8℃/min的升温速率从室温升温至800℃,在800℃保温2h,再以2-5℃/min的升温速率从800℃升温至1450-1600℃,在1450-1600℃保温4-7h,然后自然降温至室温,得到钛酸铝致密陶瓷。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述的制坯,其方法为等静压或模压;制坯方法为等静压时,压力为90~150mpa;制坯方法为模压时,压力为80~120mpa。

9.权利要求7或8所述的方法制备的钛酸铝致密陶瓷,其特征在于,所述钛酸铝致密陶瓷具有如下特性:

(1)显气孔率≤5%;

(2)体积密度≥3.0g/cm3

(3)常温抗弯强度≥32mpa;

(4)连续循环热震至少20次不裂碎。


技术总结
本发明公开了钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝陶瓷及其制造方法。所述钛酸铝陶瓷前体料是由包含内核相和外壳相的核壳结构颗粒构成,其中内核相是氧化钛和氧化铝,外壳相是氧化硅。所述氧化钛、氧化铝和氧化硅的质量百分含量分别为:39~47%、51~60%和0.5~13%。将钛酸铝陶瓷前体料通过等静压或模压成形得到生坯体;将生坯体进行烧制,得到钛酸铝致密陶瓷。本发明的钛酸铝陶瓷制备步骤简单、成本低、制备过程三废排放少,并且制备得到的钛酸铝陶瓷致密性好、抗热震性高、抗弯强度高。

技术研发人员:陈长龙;魏玉玲
受保护的技术使用者:济南大学
技术研发日:2021.04.06
技术公布日:2021.06.18
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