[發明專利]一種高陶瓷性能的黑色氧化鋁及其制備方法

在審

• 申請號: 201711383759.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107954698A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 肖軍
• 申請（專利權）人: 長沙市西歐電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 北京方向標知識產權代理事務所(普通合伙)11636
• 代理人: 段斌

技術領域

本發明涉及材料制備領域，特別是公開了一種高陶瓷性能的黑色氧化鋁及其制備方法。

背景技術

目前特種陶瓷領域中要數氧化鋁陶瓷的應用范圍最廣，技術相對成熟，一般氧化鋁陶瓷呈現白色。因半導體集成電路具有一定光敏性，封裝管殼需要具備遮光性，用于數碼顯示的襯板需具備一定遮光性，從而保證能夠清晰顯示。因此，黑色氧化鋁陶瓷被開發出來了；在以下這些領域技術比較成熟，黑色氧化鋁陶瓷刀具、黑色研磨器陶瓷、黑色密封陶瓷應用大幅提高。但是現有的黑色氧化鋁陶瓷的性能不能完全滿足刀具、研磨器、密封陶瓷這些領域對黑色氧化鋁陶瓷性能的要求。

現有的黑色氧化鋁陶瓷一般是引入過渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Fe、V等生成的。如在氧化鋁瓷料中加入部分過渡元素的混合物，即可燒制黑色氧化鋁陶瓷。例如以下配方：

物料Al₂O₃CoOMnO₂Cr₂O₃SiO₂鐵紅TiO₂Wt%900.2221.822.0

黑色氧化鋁陶瓷一般在1350℃～1450℃下保溫1～2小時，氧化氣氛燒結。其中加入的添加劑促進氧化鋁瓷燒結的作用具有一定的規律性：①能與Al₂O₃形成有限固溶體的添加劑較形成連續固溶體的添加劑的降溫作用更大；②可變價離子類添加劑比不變價的添加劑的作用大；③陽離子電荷多的、電價高的添加劑的降溫作用更大。由于金屬元素引入過多，低溫燒結,過渡元素是在重結晶燒結，故晶粒容易變得粗大，氣密性較差，黑色色素易揮發，坯件相對同等級白色氧化鋁陶瓷密度較低，機械強度大幅降低，韌性降低較多。雖然降低了燒成成本，使得綜合成本大幅下降。但是相對于需要高強度，高韌性，高硬度的又需要使用黑色氧化鋁陶瓷材料的領域如黑色氧化鋁陶瓷刀具，黑色研磨器陶瓷黑色密封陶瓷，現有黑色氧化鋁陶瓷的生產工藝和配方存在缺陷。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的不足，提供了一種高陶瓷性能的黑色氧化鋁的配方及其制備工藝，該發明制備的黑色氧化鋁陶瓷硬度和韌性以及耐磨性能都較現有技術中同類產品要高。

解決上述技術問題的技術方案如下：

一種高陶瓷性能的黑色氧化鋁，按照重量份數計，包括以下組成與組分：

Al₂O₃ 90-94%

SiO₂1-2%

滑石0.5-0.8%