[發明專利]一種具有非晶/納米晶結構的陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910071630.7
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN101508574A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 王鈾;楊勇
• 申請（專利權）人: 王鈾
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉 婭

1.一種具有非晶/納米晶結構的陶瓷材料的制備方法，其特征在于此種陶瓷材料的原料按1 份混合陶瓷粉體、0.4～1份去離子水和0.01～0.015份陶瓷粘結劑的質量份數比制成，??其中 混合陶瓷粉體由一種主相陶瓷粉體和一種添加劑相陶瓷粉體混合制成，混合陶瓷粉體中主相 陶瓷粉體質量百分含量占60％～99.9％和添加劑陶瓷粉體質量百分含量占0.1％～40％，此種陶 瓷材料的制備過程包括以下三個步驟：第一步驟將原料造粒成陶瓷復合粉體，第二步驟將陶 瓷復合粉體進行熱處理，第三步驟將熱處理后的陶瓷復合粉體成形、保溫燒結制成陶瓷材料； 其中，所述的主相陶瓷粉體為至少一種金屬的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物或碳氮化物， 上述金屬選自鋁、鎢、鎂、鐵和鋯，主相陶瓷粉體或為加入釔進行穩定的氧化鋯、或為加入 鈰進行穩定的氧化鋯、或為加入釔和鈰進行穩定的氧化鋯；

所述的添加劑相陶瓷為一種稀土化合物，包括稀土氧化物、稀土碳化物、稀土氮化物、稀土 硅化物，所述的添加劑相陶瓷或為一種稀土混合物，上述的稀土元素包括鑭、鈰、釔、鐠、 銣、鉿、錸、鉭、鈧、鉺、釹、镥、釤、釓、鏑、鈥、銩或鐿，上述稀土化合物或稀土混合 物為Ce(OH)₃、Nd(OH)₃、Eu(OH)₃、Gd(OH)₃、Tb(OH)₃、Dy(OH)₃、Ho(OH)₃、Er(OH)₃、 Tm(OH)₃、Yb(OH)₃、Lu(OH)₃、La₂O₃、Nb₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Tb₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃、CeO₂、 Y₂O₃、YCl₃、CeCl₃、PrCl₃、NdCl₃、SmCl₃、EnCl₃、GdCl₃、TbCl₃、DyCl₃、ErCl₃、TmCl₃、 YbCl₃、LuCl₃或LaCl₃、NdSi₂、CeSi₂、PrSi₂、SmSi₂、EuSi₂、GdSi₂、TbSi₂、DySi₂、HoSi₂、 ErSi₂、TmSi₂、YbSi₂、LuSi₂、YSi₂、CeC₂、PrC₂、NdC₂、SmC₂、EuC₂、GdC₂、TbC₂、DyC₂、 HoC₂、ErC₂、TmC₂、YbC₂、LuC₂、Y₃N、CeN、PrN、NdN、SmN、EuN、GdN或TbN；

所述的第二步驟將陶瓷復合粉體進行熱處理是指用普通的空氣爐或真空爐或氣氛保護爐對粉 體進行熱處理，然后用亞音速噴槍或超音速噴槍或等離子噴槍進行處理；

所述的第三步驟中用于保溫燒結的燒結設備是普通的空氣爐即無壓燒結爐、熱壓燒結爐、熱 等靜壓燒結爐、放電等離子燒結爐、微波燒結爐；

所述的陶瓷復合粉體中，至少有一種獨立組分的晶粒尺寸是等于或小于100納米的納米結構， 或是微米尺度或亞微米尺度的，即大于100納米的微米結構或亞微米結構；

經過第二步驟復合粉體進行熱處理之后獲得的陶瓷復合粉體具有納米/亞微米尺度的三維網 絡狀結構，經過第三步驟對所得陶瓷復合粉體成形、保溫燒結后得到的陶瓷材料含有一定量 的非晶或納米晶結構。

2.根據權利要求1所述的一種具有有非晶/納米晶結構的陶瓷材料的制備方法，其特征在于 所述的第一步驟和第二步驟能夠通過以下三種方式進行：

(1)混合-噴霧干燥-致密化法制備陶瓷復合粉體材料，其工藝流程為：將原料球磨混粉后制 成漿料，通過噴霧干燥變成陶瓷復合粉體，然后進行初級粉體熱處理，再次球磨得到漿料， 再進行噴霧干燥形成陶瓷復合粉體，進行二次粉體熱處理得到致密復合粉體；

(2)混合-成型-破碎法制備陶瓷復合粉體材料，其工藝流程為：將原料球磨混粉后制成漿料， 進行烘干，然后破碎形成陶瓷復合粉體，將陶瓷復合粉體壓坯進行粉體坯塊熱處理，進行二 次破碎得到致密復合粉體；

(3)簡易的混合-噴霧干燥-致密化法制備陶瓷復合粉體材料，其工藝流程為：將原料球磨混 粉制成漿料，通過噴霧干燥形成陶瓷復合粉體，然后進行粉體熱處理得到致密復合粉體。