[發明專利]向多晶氧化鋁陶瓷中摻雜的方法

無效

• 申請號: 200710046434.5
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101157545A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 黃海杰
• 申請（專利權）人: 上海亞明燈泡廠有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/63
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種陶瓷的制造方法，特別是涉及向多晶氧化鋁陶瓷中添加少量輔料的方法。

背景技術

在高強度氣體放電燈中，采用半透明多晶氧化鋁(PCA)作電弧管材料。PCA的生產工藝包括如下基本步驟：混料、成型及預致密化、固相燒結。其中混料是加入添加劑、粘結劑及其它有利于成型的化學品，如分散劑，消泡劑，潤滑劑等。我們多以高純超細氧化鋁粉為原料，配以適量的稀土化合物，加水球磨成漿料的方式完成混料的。生產陶瓷放電管時，為了得到更均勻的晶粒，在氧化鋁粉中還需添加氧化鎂。由于陶瓷金鹵燈的放電管內有金屬鹵化物，而它會與氧化鎂產生反應，影響燈的壽命、光效等，所以在添加時量要盡可能的少，當我們摻加的雜質少于250PPM時，用上述方法很難將其均勻的混合起來，燒制出來的效果往往達不到預定要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種向多晶氧化鋁陶瓷中添加輔料的方法，可使添加的材料在陶瓷中分布更均勻，得到性能更優的產品。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種向多晶氧化鋁陶瓷中摻雜的方法，包括以下步驟：

a)先將氧化鋁產品成型后進行初燒，溫度在900℃～1250℃，時間1～2個小時；

b)然后將成型初燒過的氧化鋁產品和待添加的雜質放在一起加熱但不直接接觸，加熱溫度800℃～1500℃，時間2～5個小時，使雜質受熱變成蒸汽，均勻地布滿在氧化鋁產品上；

c)最后將附有雜質的氧化鋁產品進行第三次高燒，溫度1700℃～2000℃，時間10～12個小時。

本發明采用蒸汽摻雜的方法，可以使雜質的分布更加均勻，特別適用于摻加少量雜質。與以往的漿料混合摻雜方式相比，它還具有可以機械化生產，速度快、產量大等優點。

作為對上述方法的改進，步驟b)中的待添加的雜質置于一個半封閉容器內，該半封閉容器內還設有一個帶孔容器，所述氧化鋁產品置于該帶孔容器內。這樣既可以將固態的雜質與氧化鋁產品隔離，又能使雜質變成蒸汽后可以均勻地布滿在氧化鋁產品上。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明摻雜方法使用的一種容器結構。

圖2是本發明摻雜方法與現有漿料混合法制得的多晶氧化鋁陶瓷晶粒大小的分布圖表。

具體實施方式

本發明的摻雜方法是，先將氧化鋁產品成型后進行初燒，增加機械強度，初燒溫度在900℃～1250℃，時間1～2個小時；然后將成型初燒過的氧化鋁產品放在一個圖1所示的帶孔容器2中，再將它放置在一個半封閉的容器1中，半封閉的容器1里面放置著需要添加的雜質，并散布在帶孔容器2的四周，此時雜質和產品因帶孔的容器2而隔離開，然后將它們一起送至高溫爐中進行加熱，加熱溫度在800℃～1500℃，時間2～5個小時，此過程中雜質受熱變成蒸汽，通過小孔，均勻地布滿在產品上；再將附有雜質的氧化鋁產品進行第三次高燒，此時溫度在1700℃～2000℃，時間10～12個小時，雜質完全融合其中，得到需要的多晶氧化鋁陶瓷產品。

該方法省去了很多成型前期復雜的準備工作，摻雜也更加簡單更加均勻，生產更加機械化，可以有效地提高生產速度，加大產量。

將本發明的蒸汽摻雜法與現有的漿料混合法制成的下表是兩種摻雜方法制成多晶氧化鋁陶瓷放電管的晶粒大小進行統計對比，如圖2所示，其橫座標表示晶粒大小(μm)，縱座標表示出現的頻率。

由圖2可以看出，采用蒸汽摻雜法得到的陶瓷管晶粒大小分布比較均勻，采用漿料混合法得到的陶瓷管晶粒大小分布相對比較分散，這也說明采用本發明的蒸汽摻雜法可以使雜質的分布更加均勻，從而提高產品的性能。