一种无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用，尤其涉及一种无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、

2、研究表明，低温烧结助剂的加入可以有效地降低原料陶瓷粉的烧结温度，因此被广泛应用于现阶段的陶瓷制造领域。低温烧结助剂的主要作用是在烧结过程中促进晶体生长，从降低陶瓷的烧结温度。

3、然而，含锂的低温烧结助剂在实际应用中普遍存在以下问题：(1)由于晶粒长大过快，导致晶界的移动和晶粒的长大不协调，从而形成晶粒间的空隙，出现析晶使材料的性能降低；(2)使用过程中会释放出有害气体等化学物质，不利于人体健康与环境保护；(3)废弃物排放过程中造成水源和土壤污染，影响生态平衡；(4)随着锂资源的开发与广泛应用，锂的价格持续上升，含锂低温烧结助剂成本大幅增加。因此，亟需研发一种新型无锂低温陶瓷烧结助剂代替传统的含锂的低温烧结助剂以克服上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用。与传统含锂低温烧结助剂相比，本发明的无锂低温陶瓷烧结助剂在不使用含锂原料的基础上，实现了高性能低温烧结助剂的制备，不仅降低了烧结助剂的成本，在陶瓷烧结过程中还能够促使其内部形成大片连续相，避免了析晶问题的产生，降低了陶瓷生产能耗，提高了陶瓷生产利润。

2、本发明所述无锂低温陶瓷烧结助剂由以下重量百分比的原料构成：

3、石英61％，al2o38-10％，cao 0.1-3％，mgo 0.1-2％，k2o 1-4％，na2o 4-11％、b2o310-15％，以上原料重量百分比之和为100％。

4、本发明还提供了所述无锂低温陶瓷烧结助剂的制备方法，步骤如下：将原料混合并搅拌均匀后焙烧即得。

5、进一步地，所述焙烧采用分段升温与保温工艺，具体为：以3.2℃/min的升温速率由20℃升温至600℃，保温20-50min，以3.2℃/min的升温速率由600℃升温至920℃，以1.5℃/min的升温速由920℃升温至1100℃，保温100-150min。

6、发明的另一个目的是提供所述无锂低温陶瓷烧结助剂的应用，具体方法为：将所述无锂低温陶瓷烧结助剂粉碎过80-120目筛后添加到陶瓷坯体粉中并混合均匀，向粉体中加入适量水后球磨得陶瓷坯体料浆，将所述料浆倒入模具中成型得陶瓷生坯，生坯干燥后烧结，烧结完成后冷却至室温即得陶瓷坯体。

7、进一步地，所述无锂低温陶瓷烧结助剂的添加量为陶瓷坯体粉的1wt％-5wt％。

8、进一步地，所述水的添加量为陶瓷坯体粉的40wt％-45wt％。

9、进一步地，所述焙烧采用分段升温与保温工艺，具体为：以3.2℃/min的升温速率由20℃升温至600℃，保温30min，以3.2℃/min的升温速率由600℃升温至920℃，以1.5℃/min的升温速由920℃升温至1100℃，保温120min。

10、进一步地，所述球磨料球比为1:10，球磨转速为50rpm/min，球磨时间为2h。

11、进一步地，所述干燥温度为80℃，干燥时间为24h。

12、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

13、本发明通过增加烧结助剂中钠元素的含量，使其在陶瓷烧结过程中能够促进陶瓷材料的晶相转变，降低陶瓷的烧结温度；

14、本发明的烧结助剂能够促进陶瓷结晶并得到尺寸更小的晶体，提高晶体分散的均匀性，进而提高陶瓷的力学性能；

15、本发明的烧结助剂可以在烧结过程中释放出钠离子，促进陶瓷的颗粒分散并在原料颗粒之间形成氧化物固相反应，避免出现析晶等问题，使陶瓷材料的烧结致密度提高，进而提高陶瓷质量和使用寿命。

技术特征：

1.一种无锂低温陶瓷烧结助剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料构成：

2.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：将原料混合并搅拌均匀后焙烧即得。

3.根据权利要求2所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂的制备方法，其特征在于，所述焙烧采用分段升温与保温工艺，具体为：以3.2℃/min的升温速率由20℃升温至600℃，保温20-50min，以3.2℃/min的升温速率由600℃升温至920℃，以1.5℃/min的升温速由920℃升温至1100℃，保温100-150min。

4.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，步骤如下：将无锂低温陶瓷烧结助剂粉碎过80-120目筛后添加到陶瓷坯体粉中并混合均匀，向粉体中加入适量水后球磨得陶瓷坯体料浆，将所述料浆倒入模具中成型得陶瓷生坯，生坯干燥后烧结，烧结完成后冷却至室温即得陶瓷坯体。

5.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，所述无锂低温陶瓷烧结助剂的添加量为陶瓷坯体粉的1wt％-5wt％。

6.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，所述水的添加量为陶瓷坯体粉的40wt％-45wt％。

7.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，所述焙烧采用分段升温与保温工艺，具体为：以3.2℃/min的升温速率由20℃升温至600℃，保温20-50min，以3.2℃/min的升温速率由600℃升温至920℃，以1.5℃/min的升温速由920℃升温至1100℃，保温100-150min。

8.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，所述球磨料球比为1:10球磨转速为50rpm/min，球磨时间为2h。

9.根据权利要求1所述一种无锂低温陶瓷烧结助剂在陶瓷烧制中的应用，其特征在于，所述干燥温度为80℃，干燥时间为24h。

技术总结
本发明提供了一种无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用，涉及无锂低温陶瓷烧结助剂及其制备方法与应用技术领域。本发明的无锂低温陶瓷烧结助剂由以石英，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;，CaO，MgO，K<subgt;2</subgt;O，Na<subgt;2</subgt;O、B<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;等原料构成。本发明的无锂低温陶瓷烧结助剂在不使用含锂原料的基础上，实现了高性能低温烧结助剂的制备，不仅降低了烧结助剂的成本，在陶瓷烧结过程中还能够促使其内部形成大片连续相，避免了析晶问题的产生，降低了陶瓷生产能耗，提高了陶瓷生产利润。

技术研发人员：李飞宇,郭咏,李文适,严春杰,曹骏,姚文帅
受保护的技术使用者：河北优胜洁具有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22