[發明專利]氧化鋁陶瓷及其制備方法和陶瓷軸承

在審

• 申請號: 202010122991.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111302777A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 朱佐祥;譚毅成
• 申請（專利權）人: 深圳市商德先進陶瓷股份有限公司
• 主分類號: C04B35/119
• 分類號: C04B35/119;C04B35/488;C04B35/622;C04B35/64;F16C17/00;F16C19/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 潘艷麗

本發明涉及一種氧化鋁陶瓷及其制備方法和陶瓷軸承。上述氧化鋁陶瓷的制備方法包括如下步驟：將原料混合，得到陶瓷粉體，其中，按質量百分含量計，原料包括：35％～99％的氧化鋁、0.5％～60％的氧化鋯及0.5％～5.0％的燒結助劑，且原料的粒徑均為納米級，燒結助劑包括氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉿及氧化鉀；將陶瓷粉體成型，得到陶瓷坯體；將陶瓷坯體在1400℃～1500℃下進行常壓燒結，然后在1300℃～1350℃、100MPa～200MPa下進行熱等靜壓燒結，得到氧化鋁陶瓷。上述氧化鋁陶瓷的制備方法能夠斷裂韌性較高的氧化鋁陶瓷。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，特別是涉及一種氧化鋁陶瓷及其制備方法和陶瓷軸承。

背景技術

陶瓷軸承廣泛應用于各類微型電機散熱風扇、儀器儀表、辦公設備、智能家居、家用電器、醫療器械等領域。由于陶瓷軸承具有耐磨性好、耐化學腐蝕性好、密度低、熱膨脹系數低、彈性模量高等，相對于金屬與塑料，在高速軸承、水冷式散熱軸承等領域應用具有更高的使用壽命。

氧化鋁具有高硬度、高耐磨、耐化學腐蝕性能，但氧化鋁在施加外力的情況下，很難發生滑移，因而表現出斷裂韌性較低的劣勢。

發明內容

基于此，有必要提供一種斷裂韌性較高的氧化鋁陶瓷的制備方法。

此外，還提供一種氧化鋁陶瓷和陶瓷軸承。

一種氧化鋁陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

將原料混合，得到陶瓷粉體，其中，按質量百分含量計，所述原料包括：35％～99％的氧化鋁、0.5％～60％的氧化鋯及0.5％～5.0％的燒結助劑，且所述原料的粒徑均為納米級，所述燒結助劑包括氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉿及氧化鉀；

將所述陶瓷粉體成型，得到陶瓷坯體；及

將所述陶瓷坯體先在1400℃～1500℃下進行常壓燒結，然后在1300℃～1350℃、100MPa～200MPa下進行熱等靜壓燒結，得到氧化鋁陶瓷。

在其中一個實施例中，所述氧化鋁的平均粒徑為100nm～300nm，所述氧化鋯的平均粒徑為10nm～50nm，所述燒結助劑的平均粒徑為100nm～300nm。

在其中一個實施例中，按所述原料的總質量計，所述燒結助劑包括質量百分含量為0.1％～1.0％的氧化鎂、質量百分含量為0.1％～1.0％的氧化鈣、質量百分含量為0.1％～1.0％的氧化鈉、質量百分含量為0.1％～1.0％的氧化鉿及質量百分含量為0.1％～1.0％的氧化鉀。

在其中一個實施例中，所述常壓燒結的時間為2h～4h。

在其中一個實施例中，所述熱等靜壓燒結的時間為1h～3h。

在其中一個實施例中，所述將原料混合，得到陶瓷粉體的步驟包括：將所述原料與氧化鋯球及酒精按質量比為(1～2)∶(2～3)∶(1～2)混合，并進行球磨48h～96h，再在60℃～80℃下干燥12h～24h，然后過300目～400目篩網，得到所述陶瓷粉體。

在其中一個實施例中，所述將所述陶瓷粉體成型的步驟中，采用冷等靜壓成型或干壓成型的方式。

在其中一個實施例中，所述將所述陶瓷粉體成型，得到陶瓷坯體的步驟之后，所述將所述陶瓷坯體先在1400℃～1500℃下進行常壓燒結的步驟之前，還包括將所述陶瓷坯體進行干燥和排膠的步驟。

一種氧化鋁陶瓷，由上述氧化鋁陶瓷的制備方法制備得到。

一種陶瓷軸承，由上述氧化鋁陶瓷加工處理后得到。