[發明專利]一種六鋁酸鈣基陶瓷法蘭的制備方法

有效

• 申請號: 202010199630.1
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN112374866B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 劉華臣;李丹;譚健;黃婷;陳義坤
• 申請（專利權）人: 湖北中煙工業有限責任公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;A24F47/00;A24F40/40;C04B35/622
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明提供了一種制備六鋁酸鈣基陶瓷法蘭的方法，其包括以下步驟：(1)基于100重量％的總重量，將86?92重量％的氧化鋁、6?10重量％的氧化鈣、1?2重量％的碳酸鈣和0.5?2.5重量％的氧化鋯混合，(2)將步驟(1)中得到的混合物進行造粒；(3)將步驟(2)中得到的造粒材料進行成型；以及(4)將步驟(3)中得到的成型材料進行燒結，從而得到所述六鋁酸鈣基陶瓷法蘭。通過本發明的特定方法制備的六鋁酸鈣基陶瓷法蘭的抗折強度為280?360MPa，抗壓強度大于2600MPa，斷裂韌性為6?8MPa·m^1/2，且熱導率為1.4?1.8W·(m·K)^?1，因而可以適用于在電子煙產品中連接和固定金屬陶瓷發熱針。

技術領域

本發明屬于功能陶瓷領域，具體地，本發明涉及一種六鋁酸鈣基陶瓷法蘭的制備方法，該六鋁酸鈣基陶瓷法蘭適用于在電子煙產品中連接和固定金屬陶瓷發熱針。

背景技術

電子煙是一種模仿卷煙的仿真煙，與傳統卷煙相比，電子煙不是通過燃燒，而是通過加熱產生煙霧，從而減少燃燒造成的90％的有害物質。金屬陶瓷發熱針是電子煙的關鍵部件，而將金屬陶瓷發熱針固定在電子煙中的方式是通過法蘭連接實現的。然而在電子煙使用時，由于金屬陶瓷發熱針持續發熱(通常為300℃以上)，導致熱量極易經由法蘭連接處傳遞至電子煙外壁，使得電子煙手感過熱，嚴重影響用戶體驗。

法蘭是用于連接和固定軸與軸、軸與器具的一種常見裝置，法蘭的材質多為合金質尤其是鋼質，但鋼質法蘭不耐高溫、熱導率高、抗氧化性差，因此并不適用于電子煙中。而陶瓷材料具有耐高溫、抗氧化等優良特性，使得陶瓷法蘭成為固定電子煙中金屬陶瓷發熱體的首選，中國實用新型專利《一種法蘭盤》公布了一種用于塑料管道連接的陶瓷法蘭盤，具有高強度和耐腐蝕的特點；中國發明專利《一種金屬陶瓷發熱體與法蘭的連接方法》(201810683845.3)提供采用了陶瓷法蘭來連接金屬陶瓷發熱體，但未指出具體是何種陶瓷及其性能。目前市場上的陶瓷法蘭材質主要是氧化鋁和氧化鋯材質的，雖然氧化鋁陶瓷法蘭具有良好的機械性能，但是熱導率較高(27.5W·m^-1·K^-1)，而氧化鋯陶瓷法蘭雖然熱導率更低(1.8-2.09W·m^-1·K^-1)，然而成本相對較高。因此，需要研制一種低導熱高強度的電子煙用固定金屬陶瓷發熱體的法蘭。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中電子煙用固定金屬陶瓷發熱體的法蘭中存在的缺陷，以滿足在電子煙中連接和固定金屬陶瓷發熱體的要求，而提供一種具有低導熱率和高強度的陶瓷法蘭及其低成本的制備方法，發明人基于上述目的，從而完成了本發明。

在一個方面，本發明提供了一種制備六鋁酸鈣基陶瓷法蘭的方法，其包括以下步驟：(1)基于100重量％的總重量，將86-92重量％的氧化鋁、6-10重量％的氧化鈣、1-2重量％的碳酸鈣和0.5-2.5重量％的氧化鋯混合，(2)將步驟(1)中得到的混合物進行造粒；(3)將步驟(2)中得到的造粒材料進行成型；以及(4)將步驟(3)中得到的成型材料進行燒結，從而得到所述六鋁酸鈣基陶瓷法蘭。

在本發明的一個優選的實施方式中，在步驟(1)之前，所述氧化鈣、碳酸鈣和氧化鋯過450-550目篩，和/或所述氧化鋁過300-350目篩。

在本發明的一個優選的實施方式中，所述碳酸鈣的用量是所述氧化鈣的用量的10-30％，更優選為15-25％。

在本發明的一個優選的實施方式中，所述混合通過在球磨機中進行球磨來實現，更優選地，所述球磨的時間為12-18h。

在本發明的一個優選的實施方式中，所述成型的條件參數包括：成型壓力為5-10kN。

在本發明的一個優選的實施方式中，所述燒結的條件參數包括：將燒結溫度從室溫逐漸升高至1500-1700℃的目標燒結溫度，升溫速率為3-10℃/min，并且在達到所述目標燒結溫度時，保持所述目標燒結溫度6-12h。