[發明專利]一種高致密度納米氧化鎂基陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 201810901429.6
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN108947493A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 莫云澤
• 申請（專利權）人: 蘇州市澤鎂新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/04
• 分類號: C04B35/04;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高致密度納米氧化鎂基陶瓷的制備方法。該納米氧化鎂基陶瓷采用高純度納米氧化鎂為原料，高純度的氧化鋯、氧化釔、氧化鋁以及二氧化鈦混合為添加劑制備而成，其中氧化鎂含量≥85wt%、相對致密度≥95%，添加劑含量為15wt%。通過液相研磨混料、噴霧干燥造粒一體化、高壓成型和高溫燒結的工藝制備得到所述的納米氧化鎂基陶瓷。本發明的納米氧化鎂基陶瓷具有致密度高、純度高、耐高溫、耐腐蝕等特點，可長期應用于高溫煅燒、金屬冶煉等高溫、高腐蝕性等環境，該制備工藝穩定、成品率高、適應范圍廣，適于批量化生產。

技術領域

本發明屬于功能材料的制備技術領域，具體地說是涉及一種高致密度納米氧化鎂基陶瓷的制備方法。

背景技術

氧化鎂基陶瓷以氧化鎂為主成分的陶瓷，屬立方晶系，其抗拉強度、抗壓強度及抗彎強度都比燒結氧化鋁低得多，它的高溫強度也較低。氧化鎂是良好的絕緣體，室溫下電阻率隨溫度升高，電阻率急劇降低。氧化鎂陶瓷也是典型的堿性耐火材料，在氧化氣氛或氮氣保護下可穩定工作到2400℃。氧化鎂陶瓷還可用作冶煉金屬的坩堝，在原子能工業中也適于冶煉高純度的鈾和釷；還可用作熱電偶保護套管。利用它能使電磁波通過的性質，作雷達罩及紅外輻射的透射窗口材料等。

高純度氧化鎂陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕等優點，但高純度氧化鎂陶瓷較難致密燒結，使用高純度納米氧化鎂為原料，由于其堆積密度低、反應活性強，使得制粉、成型有一定困難，特別是制備高致密度大尺寸氧化鎂管、坩堝容易產生變形、開裂等現象。

本專利采用高純度納米氧化鎂為原料，高純度的氧化鋯、氧化釔、氧化鋁以及二氧化鈦混合為添加劑制備而成。通過液相研磨混料、噴霧干燥造粒一體化、高壓成型和高溫燒結的工藝制備得到所述的納米氧化鎂基陶瓷。該方法大大提升了原料在混料過程中的均勻度，同時將干燥和造粒簡化為一步，極大的提升了氧化鎂基陶瓷的品質。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術制備氧化鎂基陶瓷存在的品質低下、混料不均、成品率低的難題，提供了一種具有穩定的高致密度納米氧化鎂基陶瓷的制備方法。

為達到上述預期目的，本發明采用如下技術方案：

一種高致密度納米氧化鎂基陶瓷的制備方法，其特征在于，采用高純度納米氧化鎂為原料，高純度的氧化鋯、氧化釔、氧化鋁以及二氧化鈦混合為添加劑制備而成，其中氧化鎂含量≥85wt%、相對致密度≥95%，添加劑含量為15wt%。該工藝包括如下步驟：

a．將納米氧化鎂、氧化鋯、氧化釔、氧化鋁以及二氧化鈦原料粉體按照一定的比例組成稱量，混合均勻；

b. 將步驟a混合均勻的粉體與水放入球磨罐或砂磨機中進行低溫液相球磨，球磨介質為高純度氧化釔穩定的氧化鋯陶瓷球，濕磨混料2-40小時，得到均勻混合的陶瓷漿料；

c. 將步驟b制得的陶瓷漿料進行噴霧干燥，控制干燥后的粉體粒徑，獲得流動性好、顆粒尺寸為2-100 μm，堆積密度0.5-3.0g/cm3的陶瓷粉體，即完成造粒過程；

d. 將步驟c制得的造粒后的陶瓷粉體進行高壓成型獲得陶瓷坯體，通常采用的壓力在10-300MPa 壓力下保壓2-30 分鐘成型，即完成預加工處理；

e. 將步驟d制得的陶瓷坯體在高溫燒結爐中按照預設燒結制度高溫燒結獲得基于納米氧化鎂基的氧化鎂陶瓷。

所述的納米氧化鎂、氧化鋯、氧化釔、氧化鋁以及二氧化鈦原料粉體的質量比為85：0~8：0~2：0~7：0~4。

所述的混合粉體與水的質量比為30-70：100，所述的低溫液相球磨溫度為0-10℃，所述的球磨介質大小為0.8mm或0.4mm。

所述的噴霧干燥的溫度為180-300℃。