[發明專利]一種半透明氧化鋁陶瓷的燒結制備方法

在審

• 申請號: 201910449711.X
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110183215A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 余國海
• 申請（專利權）人: 阜陽創啟工藝品有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 徐國法

本發明公開了一種半透明氧化鋁陶瓷的燒結制備方法，包括如下步驟：（1）壓鑄成型、（2）預燒結處理、（3）浸滲陶瓷胚體制備、（4）干燥處理、（5）燒結處理。本發明制備方法整體工藝簡單，各步驟搭配合理，便于推廣應用，制得的半透明氧化鋁陶瓷的力學特性、光學特性好，綜合性能優異，極具市場競爭力。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷的燒結技術領域，具體涉及一種半透明氧化鋁陶瓷的燒結制備方法。

背景技術

氧化鋁陶瓷是指以氧化鋁為基材并利用陶瓷制造工藝制備具有一定透光性的陶瓷。氧化鋁陶瓷不但具有陶瓷本身的耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強度等特性，還具備有玻璃的光學性能和許多其他材料所不可比的優勢如電導率低等，所以氧化鋁陶瓷逐漸在特種儀器制造，照明技術，無線電子技術，光學及高溫技術等領域得到日益廣泛的應用。

氧化鋁晶體的雙折射率相差小，氧化鋁陶瓷的最大特點是透明性且對可見光和紅外光的良好透過性，此外氧化鋁陶瓷還具有電絕緣好，熱導率高的優點。因此氧化鋁陶瓷在高強氣體放電燈管，高溫紅外探測用窗等領域的應用也越來越廣。

氧化鋁陶瓷在生產過程中，高溫會導致氧化鋁晶體的迅速增長，這一結果會導致陶瓷內部的氣體來不及排出而被封閉在陶瓷內形成氣泡，而影響氧化鋁陶瓷的透光效果。為了抑制氧化鋁陶瓷內氣泡的生成，需要引入助劑來抑制氧化鋁晶粒的快速增長，讓陶瓷內的氣體有時間逸出。現常用的抑制劑主是含有有Mg、Zr、La、Ca等離子的氧化物。引入抑制劑的傳統工藝方法主要有球磨混合法就是將抑制劑以氧化物的形式以固體形式混入，化學法現主要有共沉淀或溶膠凝膠法摻入抑制劑，或直接使用已經滲有抑制劑的氧化鋁粉等。

這些傳統的工藝方法工藝復雜，預混時間長并且在預混時需要加入膠體或造粒液等有機材料，在成型后再排膠或脫脂，但卻不能夠保證排膠或脫脂的徹底，這是氧化鋁陶瓷內氣泡的主要氣體來源。在傳統工藝中，造粒液或膠體的使用量在氧化鋁重量的5%-10%之間，雖然這些造粒液或膠體可以進行5次左右的重復使用，但這類物質對生產環境有一定的污染，同時因為在坯體內的膠體或造粒液不能夠徹底清除，在進行高溫燒結時殘留的部分膠體或造粒液除生成二氧化碳或水蒸汽外還有部分生成碳黑影響氧化鋁陶瓷的透光率。

對此現有技術進行了不同的改進處理，如申請號為：CN201210189159.3公開了一種通過浸滲坯體制備氧化鋁陶瓷的方法，通過將成型坯體預燒后置于抑制劑離子水溶液中以實現抑制劑的引入，改善了上述不良現象，但在燒結處理過程中氣泡仍無法更好的排出，導致材料的力學和光性能仍具有較大的提高空間。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種半透明氧化鋁陶瓷的燒結制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種半透明氧化鋁陶瓷的燒結制備方法，包括如下步驟：

（1）將氧化鋁粉末和氮化鋁粉末混合，然后經壓鑄成型，制得陶瓷胚體備用；

（2）將步驟（1）制得的陶瓷胚體放入到微波燒結爐內進行預燒結處理，控制燒結的溫度為750~780℃、時長控制為2~4h，完成后取出得預燒結陶瓷胚體備用；

（3）將步驟（2）制得的預燒結陶瓷胚體放入到變溫箱內進行降溫處理，待其溫度降至50~60℃后取出，然后立即浸入到抑制劑溶液中浸滲處理，控制浸滲處理的時長為4~7h，完成后取出得浸滲陶瓷胚體備用；

（4）將步驟（3）制得的浸滲陶瓷胚體放入到恒溫干燥箱內進行干燥處理，15~20h后取出備用；

（5）將步驟（4）干燥處理后的浸滲陶瓷胚體放入到燒結爐內進行燒結處理，控制燒結的溫度為1400~1450℃、時長控制為1~3h，完成后取出即得半透明氧化鋁陶瓷材料。

優選的，步驟（1）中所述的氧化鋁粉末和氮化鋁粉末混合時對應的重量比為25~30:1。