[發明專利]陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法

有效

• 申請號: 201810951243.1
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN108947542B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 周暉雨;賈建平;賈建順
• 申請（專利權）人: 山東晶盾新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/48;C04B35/50
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本發明陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法，步驟如下：（1）將原料倒進模具中，振動使其表面平整；（2）將模具放入陶瓷粉末原料直接成型閃燒設備中，施加40~50MPa壓力，使陶瓷粉末原料處于加熱區中間位置；（3）打開輔助加熱電源（此處為感應加熱電源），以100℃/min~110℃/min的速度加熱至900℃~1000℃或直至發生閃光現象；（4）打開高壓直流閃燒電源，在樣品兩側并通以直流電，線性增加電壓約200V/cm，直至發生閃光現象；（5）控制電流降至1000A以下，恒定電流；持續20～50s；（6）降溫至室溫，得到致密的燒結體；（7）將燒結體進行研磨拋光，得到所需產品。

技術領域

本發明涉及陶瓷燒結成型技術及其使用設備技術領域，具體的，其展示一種陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法。

背景技術

陶瓷材料是一種重要的工業材料，不同的陶瓷具有不同的力學、電學、光學、聲學、磁學等性能，因而具有豐富多彩的應用，成為現代社會不可或缺的重要材料。

陶瓷材料的制備工藝多種多樣，一般采用成型-燒結-機械加工工藝流程。燒結是陶瓷材料制備工藝中最為重要的一個過程，它是覺得材料性能的重要環節。在傳統的高溫燒結工藝中，它需要消耗大量的能源，可能造成嚴重的環境問題。為了節約能源、保護環境，很多新型燒結技術被開發出來，如微波燒結、熱等靜壓燒結、放電等離子體燒結等。

這些新技術在不同的領域都有應用，為陶瓷材料的發展做出了重要貢獻。2010年Rishi Raj提出了一種新的陶瓷燒結方法，閃燒法。閃燒技術可以在幾秒之內實現陶瓷的致密化過程，同時大幅降低燒結溫度，因而具有效率高，能耗低的優點。在此基礎上很多研究者相繼提出了各種各樣基于閃燒原理的燒結設備。

如專利CN 206089473 U中描述了一種應用平板加熱器金屬電極的電場輔助陶瓷低溫快燒裝置，其優點是可以在空氣氣氛下工作，易于測控燒結過程。CN 107202495 A提出了采用液壓機金屬電極的閃燒結構，可以用于壓制生坯的閃燒燒結。

但現有的燒結設備，只能用于粗坯和生坯的制備，無法進行致密的燒結體的制備。

因此，有必要提供一種陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法，以陶瓷粉末為原料的直接閃燒設備設計方案，它不需要預先利用干壓、冷等靜壓或流延法制備陶瓷生坯，因而大幅簡化了陶瓷制品生產流程，采用和高溫陶瓷和石墨作為模具材料可以更加精確地控制產品形狀和尺寸，從而使閃燒技術具備了工業化應用的基礎。

技術方案如下：

一種陶瓷粉末原料直接閃燒成型制備方法，步驟如下：

（1）將原料倒進模具中，振動使其表面平整；

（2）將模具放入陶瓷粉末原料直接成型閃燒設備中，施加40~50MPa壓力，使陶瓷粉末原料處于加熱區中間位置；

（3）打開輔助加熱電源（此處為感應加熱電源），以100℃/min~110℃/min的速度加熱至900℃~1000℃或直至發生閃光現象；

（4）打開高壓直流閃燒電源，在樣品兩側并通以直流電，線性增加電壓約200V/cm，直至發生閃光現象；

（5）控制電流降至1000A以下，恒定電流；持續20～50s；

（6）降溫至室溫，得到致密的燒結體；

（7）將燒結體進行研磨拋光，得到所需產品。

進一步的，步驟（1）中，原料為復合氧化鋯造粒粉或混合稀土氧化物造粒粉。