[發明專利]一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷的制備方法有效

申請號：	202010230273.0	申請日：	2020-03-27
公開（公告）號：	CN111484319B	公開（公告）日：	2022-07-05
發明（設計）人：	王彬瑾;呂冠軍;林韓邦;李惠龍;董威;王啟華	申請（專利權）人：	寧波南海泰格爾陶瓷有限公司
主分類號：	C04B35/115	分類號：	C04B35/115;C04B35/117;C04B35/119;C04B35/622;C04B41/87
代理公司：	北京維澳專利代理有限公司 11252	代理人：	王立民;曾晨
地址：	315511 浙江省寧波***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷制備方法
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【說明書】：

本發明涉及一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷的制備方法，采用高壓壓鑄成型將氧化鋁陶瓷配料壓鑄成氧化鋁陶瓷坯體；向氧化鋁陶瓷坯體表面通過濺射摻雜氧化釔后進行預燒結處理，將經過預燒結的氧化鋁陶瓷坯體降溫后浸入抵制劑中進行恒溫浸滲后進行常溫干燥，置于燒結爐中燒結，同時，對氧化鋁陶瓷坯體施加4?10T磁場強度，得到晶體定向排列的氧化鋁陶瓷。通過先濺射摻雜，然后再進行預燒結處理及浸抑制劑工序后進行高溫燒結，并且在燒結過程中，施加設定強度的磁場強度，這樣制備的氧化鋁陶瓷的晶粒排列顯著有序，并且氧化鋁陶瓷的脆性也顯著下降。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，特別是指氧化鋁陶瓷技術，具體是指一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷的制備方法。

背景技術

氧化鋁陶瓷具有高溫強度大、耐熱性能好、耐腐蝕性能強、電絕緣性能好且熱導率高等優點，廣泛應用于照明、化工、電子、醫學等多個領域，但由于氧化鋁陶瓷的脆性，限制了其在很多領域的應用。

為了降低氧化鋁陶瓷的脆性，經過大量的研究發現，主要的原因是因為氧化鋁陶瓷的晶體結構所導致的，而氧化鋁本身為六方晶系，但是在燒制后的氧化鋁陶瓷的晶體排列為混雜的形態，導致脆性增加。通過改進氧化鋁陶瓷內部的晶體排列順序，是降低氧化鋁陶瓷脆性的方式，為了實現氧化鋁陶瓷內部晶體的有序排列，現有技術是在磁場條件下輔助注漿成型得到沿C軸定向排列的氧化鋁陶瓷素胚，然后在高于1800℃氫氣氣氛下燒結得到晶粒定向的透明氧化鋁陶瓷。但是由于采用注漿成型得到的素坯中含有大量的有機物，導致在燒結過程會有氣孔殘留，這些殘留的氣孔在高溫下，導致晶粒過度生長，進而影響到氧化鋁陶瓷的整體韌性。

為了克服上述的不足，現有技術提出使用具有晶面取向的藍寶石晶體置于氧化鋁粉中，通過干壓法形成氧化鋁粉包覆藍寶石一體成型，再經過真空或氫氣氣氛下燒結，得到具有晶粒定向排列的多晶氧化鋁陶瓷。但是這一技術方案存在的問題是，藍寶石與氧化鋁的結合及氧化鋁陶瓷的形狀受到很大的限制，因此無法廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷的制備方法，以解決現有技術的氧化鋁陶瓷的晶粒無序排列導致的脆性增加的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種晶粒定向排列多晶半透明氧化鋁陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

S1、按設計氧化鋁陶瓷的組成配料；

S2、采用高壓壓鑄成型制備氧化鋁陶瓷坯體；

S3、向氧化鋁陶瓷坯體表面通過濺射摻雜氧化釔；

S4、將表面摻雜后的氧化鋁陶瓷坯體在真空或氫氣氣氛下進行預燒結處理，預燒結溫度為900-1250℃，保溫時間為0.5-4小時；

S5、將經過預燒結的氧化鋁陶瓷坯體降溫至50-70℃時，浸入抵制劑中進行60℃恒溫浸滲3-8小時后進行常溫干燥；

S6、將干燥后的所述氧化鋁陶瓷坯體置于燒結爐中燒結，燒結溫度為1700℃-1900℃，同時，對氧化鋁陶瓷坯體施加4-10T磁場強度，保持時間為2-4小時，得到晶體定向排列的氧化鋁陶瓷。

所述氧化鋁陶瓷的組成中，氧化鋁的含量大于99％。