[發(fā)明專利]凝膠注模成型氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩堝的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810004594.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-01-03 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108101534A | 公開（公告）日： | 2018-06-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王春梅;李飛 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 王春梅;李飛 |
| 主分類號(hào)： | C04B35/48 | 分類號(hào)： | C04B35/48;C04B35/622 |
| 代理公司： | 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201 | 代理人： | 王毓理;王錫麟 |
| 地址： | 201204 上海市浦*** | 國省代碼： | 上海;31 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 陶瓷坩堝 氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯 凝膠注模成型 固化 液體分散介質(zhì) 產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用 抗熱震性能 氧化釔溶膠 混合球磨 力學(xué)性能 使用壽命 陶瓷漿料 制作周期 坩堝模具 燒結(jié) 固化劑 氯化銨 陶瓷粉 素坯 脫模 坩堝 成型 制作 生產(chǎn) | ||
一種凝膠注模成型氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩堝的方法，通過將YSZ陶瓷粉和作為液體分散介質(zhì)的氧化釔溶膠進(jìn)行混合球磨后，與含有氯化銨的固化劑混合，注入坩堝模具中并在室溫下依次進(jìn)行固化、脫模和干燥，最后經(jīng)燒結(jié)得到Y(jié)SZ陶瓷坩堝。本發(fā)明能夠生產(chǎn)各種尺寸、形狀的YSZ陶瓷坩堝。該陶瓷坩堝具有密度高、力學(xué)性能優(yōu)良、抗熱震性能好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法制作YSZ陶瓷坩堝，所采用的陶瓷漿料可在室溫下固化，坩堝素坯強(qiáng)度較高，干燥速度快，可達(dá)到Y(jié)SZ陶瓷坩堝凈近尺寸成型的目的，且工藝簡單、制作周期短，成本低廉，適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及的是一種陶瓷制造領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種凝膠注模成型氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩堝的方法。
背景技術(shù)
氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)是一種應(yīng)用廣泛的陶瓷材料，具有優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、韌性、抗熱震性能以及優(yōu)異的化學(xué)惰性，因此采用YSZ制作的陶瓷坩堝在有色金屬熔煉、稀土粉體熱處理、鋰離子電池電極材料高溫合成等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前制作陶瓷坩堝的方法主要包括傳統(tǒng)的振動(dòng)注漿成型法和上世紀(jì)90年代發(fā)展起來的凝膠注模法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有坩堝制備過程中大多在成型階段需要振動(dòng)，且脫模時(shí)須在液氮冷卻到-170℃下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備條件的要求較高；或通過凝膠注模法制備得到的陶瓷素坯，由于剛度較低，在徹底干燥之前因自重產(chǎn)生的變形就很難控制，并且其固化時(shí)間較難控制，干燥周期較長等等諸多缺陷，提出一種凝膠注模成型氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩堝的方法，能夠生產(chǎn)各種尺寸、形狀的YSZ陶瓷坩堝。該陶瓷坩堝具有密度高、力學(xué)性能優(yōu)良、抗熱震性能好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。采用該方法制作YSZ陶瓷坩堝，所采用的陶瓷漿料可在室溫下固化，坩堝素坯強(qiáng)度較高，干燥速度快，可達(dá)到Y(jié)SZ陶瓷坩堝凈近尺寸成型的目的，且工藝簡單、制作周期短，成本低廉，適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明涉及一種凝膠注模成型氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷坩堝的方法，通過將YSZ陶瓷粉和作為液體分散介質(zhì)的氧化釔溶膠進(jìn)行混合球磨后，與含有氯化銨的固化劑混合，注入坩堝模具中并在室溫下依次進(jìn)行固化、脫模和干燥，最后經(jīng)燒結(jié)得到Y(jié)SZ陶瓷坩堝。
所述的YSZ陶瓷粉中優(yōu)選氧化釔摩爾含量為2.5-3mol％，晶粒尺寸為20-100nm，顆粒粒度分布為0.5-38μm，進(jìn)一步優(yōu)選采用共沉淀法制備而成的YSZ陶瓷粉。
所述的氧化釔溶膠中的氧化釔膠體粒子優(yōu)選含量為20wt.％。
所述的固化劑是指：將氯化銨和去離子水混合得到，優(yōu)選重量配比為20：80。
所述的混合球磨是指：將氧化釔溶膠放入球磨機(jī)中，然后加入YSZ陶瓷粉，球磨1h-12h后獲得漿料，漿料中YSZ粉體與氧化釔溶膠的重量比為80：20～60：40。
所述的漿料，優(yōu)選經(jīng)過除泡處理，即將球磨好的漿料放入容器中，在真空狀態(tài)下攪拌除泡，除氣時(shí)間為5-30min。
所述的固化劑，其用量為氧化釔溶膠重量的1-5％。
所述的固化劑，優(yōu)選與混合球磨后的漿料在真空狀態(tài)下攪拌1-2min，得到含有固化劑的YSZ漿料。
所述的坩堝模具為金屬、塑料、玻璃、石膏、石墨或陶瓷模具。
所述的干燥是指：在室溫下自然干燥12-24h，即可獲得堅(jiān)硬的素坯，干燥時(shí)間視坩堝的具體尺寸而定。
所述的燒結(jié)是指：在空氣氣氛下于燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1400-1500℃，最高溫度下的保溫時(shí)間視坩堝尺寸的大小而定，然后自然冷卻至室溫，即獲得燒結(jié)好的YSZ陶瓷坩堝。
本發(fā)明涉及上述方法制備得到的陶瓷坩堝，其體積密度可以達(dá)到5.9～6.0g/cm
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