熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質(zhì),具有各向均勻受熱之***,很適合形狀復(fù)雜制品的燒結(jié)。由于結(jié)構(gòu)均勻,材料性能比冷壓燒結(jié)提高30~50%。比一般熱壓燒結(jié)提高10-15%。因此,一些高附加值氧化鋁陶瓷產(chǎn)品或需用的特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及管等制品、場采用熱等靜壓燒成方法。此外,微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)技術(shù)亦正在開發(fā)研究中。[1]精加工與封裝工序有些氧化鋁陶瓷材料在完成燒結(jié)后,尚需進行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光潔度、如鏡面一樣,以增加潤滑性。由于氧化鋁陶瓷材料硬度較高,需用更硬的研磨拋光磚材料對其作精加工。如SIC、B4C或金剛鉆等。通常采用由粗到細磨料逐級磨削,終表面拋光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金剛鉆膏進行研磨拋光。此外激光加工及超聲波加工研磨及拋光的方法亦可采用。[1]氧化鋁陶瓷強化工藝為了增強氧化鋁陶瓷,提高其力學(xué)強度,國外新推一種氧化鋁陶瓷強化工藝。該工藝新穎簡單,所采取的技術(shù)手段是在氧化鋁陶瓷表面,采用電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜或化學(xué)氣相蒸鍍方法,鍍上一層硅化合物薄膜,在1200℃~1580℃的加熱處理,使氧化鋁陶瓷鋼化。在成型過程中,可采用干壓成型、等靜壓成型等方法,以獲得不同形狀和尺寸的陶瓷制品。廣州高純陶瓷供應(yīng)
在其中一個實施例中,步驟s110包括:將原料與球磨介質(zhì)及溶劑按質(zhì)量比為(1~2)∶(2~3)∶(1~2)混合,并進行球磨48h~96h,再在60℃~80℃下干燥12h~24h,然后過300目~400目篩網(wǎng),得到陶瓷粉體。其中,球磨介質(zhì)為氧化鋯球。采用氧化鋯球為介質(zhì)能盡可能避免雜質(zhì)混合原料中。溶劑為酒精。將原料進行球磨并干燥、過篩,能夠使原料混合均勻,且陶瓷粉體的粒徑均勻,利于后續(xù)的成型及燒結(jié)。進一步地,在一些實施例中,按質(zhì)量百分含量計,原料包括:85%~90%的氧化鋁、%~20%的氧化鋯及%~%的燒結(jié)助劑。按原料的總質(zhì)量計,燒結(jié)助劑包括質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鎂、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈣、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈉、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉿及質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉀。步驟s120:將陶瓷粉體成型,得到陶瓷坯體。具體地,步驟s120中采用冷等靜壓成型或干壓成型的方式。熱等靜壓成型及干壓成型方式均可以為本領(lǐng)域常用的方式。采用冷等靜壓成型或干壓成型的方式能夠使得到的陶瓷坯體的均勻性好。具體地,將陶瓷粉體成型的步驟之后,還包括干燥和排膠的步驟。干燥的步驟中,干燥的溫度為80℃~120℃。排膠的步驟中,溫度為600℃~800℃。廣州高純陶瓷供應(yīng)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用,減輕了飛行器的重量,同時提高了部件的性能和安全性。
然后轉(zhuǎn)移到儲存罐中進行離心噴霧造粒,離心噴霧造粒的工藝為:進風(fēng)溫度設(shè)為250℃,出風(fēng)溫度設(shè)為110℃,轉(zhuǎn)速設(shè)為7000rpm/min。制得黑色氧化鋁陶瓷造粒粉;4)將黑色氧化鋁陶瓷造粒粉過80目振動篩網(wǎng),得到粒徑均一的黑色氧化鋁陶瓷造粒粉。實施例4一種黑色氧化鋁陶瓷造粒粉的制備方法,其步驟包括:1)向球磨機中加入直徑為3-8mm的高純氧化鋁球150kg,其中直徑為3mm的高純氧化鋁球、直徑為5mm的高純氧化鋁球、直徑為8mm的高純氧化鋁球的質(zhì)量分別為60kg、60kg、30kg,隨后依次加入100kg去離子水、100kg氧化鋁煅燒粉、1500g氧化釔、1600g氧化鈣、500g分散劑、700g潤濕劑,球磨15h后得到預(yù)配漿料;2)向預(yù)配漿料中加入13kg黑料球磨6h,再加入7kg粘結(jié)劑和850g離型劑繼續(xù)球磨4h,得到漿料;3)將漿料過篩處理,然后轉(zhuǎn)移到儲存罐中進行離心噴霧造粒,離心噴霧造粒的工藝為:進風(fēng)溫度設(shè)為250℃,出風(fēng)溫度設(shè)為110℃,轉(zhuǎn)速設(shè)為7000rpm/min制得黑色氧化鋁陶瓷造粒粉;4)將黑色氧化鋁陶瓷造粒粉過80目振動篩網(wǎng),得到粒徑均一的黑色氧化鋁陶瓷造粒粉。實施例5本實施例的黑色氧化鋁陶瓷造粒粉的制備方法與實施例1基本相同,不同點在于:實施例5中采用的高純氧化鋁球的直徑均為8mm。
對比例7對比例7的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,常壓燒結(jié)的時間為1h,熱等靜壓燒結(jié)的時間為4h。對比例8對比例8的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,常壓燒結(jié)的時間為5h,熱等靜壓燒結(jié)的時間為。對比例9對比例9的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,進行常壓燒結(jié),不進行熱等靜壓燒結(jié)。對比例10對比例10的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,進行熱等靜壓燒結(jié),不進行常壓燒結(jié)。對比例11對比例11的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,常壓燒結(jié)的溫度為1300℃,熱等靜壓燒結(jié)的溫度為1400℃。對比例12對比例12的氧化鋁陶瓷的制備過程與實施例1的氧化鋁陶瓷的制備過程相似,區(qū)別在于:步驟(3)中,常壓燒結(jié)的溫度為1600℃,熱等靜壓燒結(jié)的溫度為1200℃。采用gb-t25995-2010阿基米德排水法測試實施例1~實施例5和對比例1~對比例12的氧化鋁陶瓷粉體材料的致密度。模具的設(shè)計和制造精度決定了氧化鋁陶瓷制品的形狀精度。
原料包括:35%~99%的氧化鋁、%~60%的氧化鋯及%~%的燒結(jié)助劑,且原料的粒徑均為納米級,燒結(jié)助劑包括氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉿及氧化鉀。通過添加氧化鋯,使氧化鋯分布在氧化鋁基體中,由于氧化鋁與氧化鋯的膨脹系數(shù)存在差異,在燒結(jié)冷卻的過程中,氧化鋯顆粒上的應(yīng)力得到松弛,四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕喽贵w積發(fā)生膨脹,從而產(chǎn)生微裂紋,達到增韌氧化鋁的效果,提高氧化鋁陶瓷的強度。上述燒結(jié)助劑能夠有效地**晶粒長大,提高晶粒的均一性,以提高陶瓷強度。將原料的粒徑均設(shè)置為納米級,能夠(小得到的氧化鋁陶瓷的晶粒尺寸,且使氧化鋁陶瓷的密度提高。具體地,氧化鋁的平均粒徑為100nm~300nm,氧化鋯的平均粒徑為10nm~50nm。燒結(jié)助劑的平均粒徑為100nm~300nm。氧化鋁、氧化鋯及燒結(jié)助劑的平均粒徑設(shè)置為上述值時能夠進一步減少氧化鋁陶瓷的晶粒尺寸,提高氧化鋁陶瓷的性能。具體地,按原料的總質(zhì)量計,燒結(jié)助劑包括質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鎂、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈣、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈉、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉿及質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉀。在氧化鋁中添加上述燒結(jié)助劑能夠降低燒結(jié)溫度,**晶粒的生長。為提高氧化鋁陶瓷的性能,常添加一些微量元素進行改性。佛山柱塞陶瓷供應(yīng)
燒結(jié)過程中的氣氛控制對陶瓷的結(jié)晶和性能也有一定作用。廣州高純陶瓷供應(yīng)
通過干燥和排膠能夠除去反應(yīng)過程中的溶劑及粘結(jié)劑等有機試劑,以避免陶瓷在升溫?zé)Y(jié)過程中開裂,從而有利于提高陶瓷燒結(jié)的一致性。步驟s130:將陶瓷坯體先在1400℃~1500℃下進行常壓燒結(jié),然后在1300℃~1350℃、100mpa~200mpa下進行熱等靜壓燒結(jié),得到氧化鋁陶瓷。其中,常壓燒結(jié)的時間為2h~4h。熱等靜壓燒結(jié)的時間為1h~3h。其中,熱等靜壓燒結(jié)的過程中,以氬氣或氮氣作為加壓介質(zhì)。采用**行常壓燒結(jié),然后進行熱等靜壓燒結(jié)的方式能夠控制氧化鋁的晶粒大小均勻,防止其異常長大,從而提高陶瓷的致密度。由于氧化鋁的斷裂韌性較低,這一因素將影響陶瓷軸承材料的使用壽命。一般情況下,陶瓷軸承中軸套要求高硬度、高耐磨性、耐化學(xué)腐蝕性,而陶瓷軸心要求硬度相對低,但具有高韌性、高耐磨、高的表面光潔度。一般軸套軸芯組合可以為sic-zro2、al2o3-zro2、al2o3-si3o4等,但是由于二者在高速、長時間運轉(zhuǎn)情況下,二者接觸面產(chǎn)生熱量,二者熱膨脹系數(shù)差異較大,使用時間長后出現(xiàn)輕微噪音的不良影響。而上述氧化鋁陶瓷的制備方法至少具有以下***:(1)上述氧化鋁陶瓷的制備方法以納米級氧化鋁粉末為基體,通過添加納米zro2為增韌相,提高氧化鋁的力學(xué)性能和斷裂韌性。廣州高純陶瓷供應(yīng)