[發(fā)明專利]提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110395996B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王希林;祝宇辰;梅紅偉;賈志東
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國際研究生院
• 主分類號: C04B35/64
• 分類號: C04B35/64;C04B41/88
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

一種提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法，包括以下步驟：提供一陶瓷生坯；在所述陶瓷生坯的外表面設(shè)置絕緣層，所述絕緣層與所述陶瓷生坯貼合，形成一燒結(jié)前驅(qū)體；對所述燒結(jié)前驅(qū)體施加電場和加熱處理，得到陶瓷。本發(fā)明實(shí)施例所提供的提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法，通過在陶瓷生坯的表面設(shè)置絕緣層，可抑制沿面放電的產(chǎn)生，增加了施加于陶瓷生坯上的電場產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，增加了陶瓷生坯產(chǎn)生沿面放電的閾值；所述制備方法能對各種尺寸的陶瓷生坯進(jìn)行電場輔助燒結(jié)；且所述制備方法工藝流程簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法。

背景技術(shù)

電場輔助燒結(jié)是一種近十幾年新興的燒結(jié)技術(shù)，用于燒結(jié)致密金屬粉末或者陶瓷粉末。在電場輔助燒結(jié)過程中，不僅需要對陶瓷生坯或者金屬生坯進(jìn)行升溫及保溫，還得使一定強(qiáng)度的電場盡量均勻地通過生坯。相對于傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)，電場輔助燒結(jié)具有燒結(jié)致密溫度低、燒結(jié)時(shí)間短和燒結(jié)成品晶粒較小等優(yōu)點(diǎn)。

已有報(bào)道的陶瓷材料的電場輔助燒結(jié)研究中，對坯體所施加的電場強(qiáng)度普遍不高，這是由于將高強(qiáng)度的電場應(yīng)用于陶瓷電場輔助燒結(jié)時(shí)，坯體表面有可能因電壓過高而產(chǎn)生沿面閃絡(luò)，即生坯表面發(fā)生了空氣擊穿，而電流沒有流過生坯，導(dǎo)致燒結(jié)失敗，實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用無法進(jìn)行。例如，在進(jìn)行YSZ閃燒研究時(shí)，當(dāng)生坯兩端電壓達(dá)到7kV并且生坯溫度超過300℃時(shí)，生坯表面擊穿。另外，目前利用電場輔助燒結(jié)技術(shù)，只能加工軸對稱形狀的陶瓷生坯。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種抑制沿面放電，從而提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法。

一種提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法，包括以下步驟：

提供一陶瓷生坯；

在所述陶瓷生坯的外表面設(shè)置絕緣層，所述絕緣層與所述陶瓷生坯貼合，形成一燒結(jié)前驅(qū)體；以及

對所述燒結(jié)前驅(qū)體施加電場和加熱處理，得到陶瓷。

進(jìn)一步地，設(shè)置所述絕緣層包括在所述陶瓷生坯的表面涂覆絕緣涂料。

進(jìn)一步地，對所述燒結(jié)前驅(qū)體進(jìn)行加熱處理的溫度低于300℃。

進(jìn)一步地，設(shè)置所述絕緣層包括將所述陶瓷生坯埋入絕緣粉末中并進(jìn)行壓片，使所述陶瓷生坯不顯露于所述絕緣粉末。

進(jìn)一步地，所述絕緣粉末的化學(xué)成分與所述陶瓷生坯的化學(xué)成分相同。

進(jìn)一步地，所述陶瓷生坯的形狀為軸對稱的立方體結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在對所述陶瓷生坯的表面設(shè)置絕緣層前，還包括對所述陶瓷生坯設(shè)置電極的步驟。

進(jìn)一步地，所述設(shè)置電極的步驟包括：

在所述陶瓷生坯的兩端涂上金屬漿料；

固化所述金屬漿料形成電極。

進(jìn)一步地，所述設(shè)置電極的步驟包括在所述陶瓷生坯的兩端貼附金屬薄片，所述金屬薄片緊密貼附于所述陶瓷生坯上。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法，通過在陶瓷生坯的表面設(shè)置絕緣層，可抑制沿面放電的產(chǎn)生，增加了施加于陶瓷生坯上的電場產(chǎn)生的電場強(qiáng)度，增加了陶瓷生坯產(chǎn)生沿面放電的閾值；所述制備方法能對各種尺寸的陶瓷生坯進(jìn)行電場輔助燒結(jié)；且所述制備方法工藝流程簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的提高電場輔助燒結(jié)能力的制備方法流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備的陶瓷的掃描電鏡測試圖。

如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式