[發(fā)明專利]一種高韌性氧化鋁陶瓷及其制備方法與應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210151340.5
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102674819A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易劍;薛偉江;謝志鵬;高玉新;程虎;王蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 臺州學(xué)院
• 主分類號: C04B35/117
• 分類號: C04B35/117;C04B35/622
• 代理公司: 濟南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.一種高韌性氧化鋁陶瓷，其特征在于它由Al(OH)₃粉體、Y(NO₃)₃粉體和經(jīng)預(yù)處理的碳納米管按摩爾比為Al(OH)₃：Y(NO₃)₃：CNTs＝80～120：0.9～1.1：9～11投料制備而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于該方法步驟如下：

a)CNTs預(yù)處理

配制體積比為3：1的H₂SO₄/HNO₃混酸溶液，將一定質(zhì)量的CNTs置入到混酸溶液中超聲處理至CNTs在混酸中呈粘稠狀黑色，將混酸溶液稀釋后，抽濾，洗滌CNTs至pH＝7，烘干后，置入質(zhì)量百分濃度3-8％的聚乙烯醇中進行超聲分散后，脫溶，烘干后得到預(yù)處理的CNTs；

b)制備具有“殼-核”復(fù)合結(jié)構(gòu)的納米粉體

將按摩爾比為Al(OH)₃：Y(NO₃)₃：CNTs＝80～120：0.9～1.1：9～11稱取的Al(OH)₃粉體、Y(NO₃)₃粉體和經(jīng)預(yù)處理的碳納米管溶于乙醇中，并加入分散劑，超聲振蕩使分散均勻的懸濁液；然后在不斷攪拌的條件下，向上述懸濁液中以1～5?mL/min的速率滴加弱堿性溶液，以形成添加劑離子的沉淀，使沉淀物以氧化鋁顆粒和碳納米管為形核中心形成異質(zhì)形核沉淀，當(dāng)pH值為8～9時停止滴加弱堿性溶液，繼續(xù)攪拌1～3h，以使得沉淀反應(yīng)均勻充分；再將得到的懸濁液經(jīng)過濾、醇洗、烘干，得到Al₂O₃、Y₂O₃和CNTs的納米混合粉體；

c)放電等離子燒結(jié)

把所得混合粉體裝入直徑為20mm的石墨模具中，然后放入放電等離子燒結(jié)爐中進行分段加壓燒結(jié)，首先，在30MPa的壓力下，隨爐升溫到600℃，然后，以150?℃/min的升溫速度升溫到1150℃，此時，升高壓力到60MPa，并在1min內(nèi)升溫到1200℃；最后在該溫度保溫3分鐘后停止加熱并隨爐冷卻；

d)雙面拋光處理

燒結(jié)的陶瓷片經(jīng)雙面拋光處理，得到高韌性的氧化鋁陶瓷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于所述Al(OH)₃粉體與Y(NO₃)₃粉體優(yōu)選高純超細(xì)活性的粉體，平均粒徑為亞微米級，純度≥99.9%。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于所述分散劑為正丁醇、異丙醇或分子量為400～2000的聚乙二醇；所述分散劑的加入量為Al(OH)₃粉體的0.33～1.3wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于所述的弱堿性溶液為有機胺類、尿素、氨水、乙醇鈉或乙酸鈉中的一種或幾種配制的溶液。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高韌性氧化鋁陶瓷的制備方法，其特征在于步驟a）中所述的CNTs預(yù)處理工藝為：配制體積比為3：1的H₂SO₄/HNO₃混酸溶液，將一定質(zhì)量的碳納米管置入到混酸溶液中，在30℃下超聲處理24h后，CNTs在混酸中呈粘稠狀黑色，將混酸溶液稀釋后，抽濾，用二次蒸餾水洗滌CNTs至pH＝7，60℃烘干后，置入質(zhì)量百分濃度3～8％的聚乙烯醇中進行超聲分散6～24小時后，脫溶，60℃烘干后得到預(yù)處理的CNTs。

7.根據(jù)權(quán)利要求2～5任意一個權(quán)利要求所述方法制備的氧化鋁陶瓷在陶瓷軸承制品方面的應(yīng)用。