[發明專利]一種低熱膨脹系數復相陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202010771723.7
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111925205A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 吳平飛;宋建強;鄒檢生;徐永華;周峰;溫聲平
• 申請（專利權）人: 江西廣源化工有限責任公司
• 主分類號: C04B35/447
• 分類號: C04B35/447;C04B35/622;C04B35/63
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 李正

本發明提供了一種低熱膨脹系數復相陶瓷及其制備方法，屬于復相陶瓷技術領域。本發明提供低熱膨脹系數復相陶瓷由以下質量份的原料制備得到：磷酸鋯粉65～70份；硅灰石粉20～25份；燒結助劑2～4份；聚乙烯醇1.5～2份。本發明以磷酸鋯粉和硅灰石粉作為主要原料，從微觀結構來看，磷酸鋯呈層狀，硅灰石具有高長徑比，呈針狀，能夠插入磷酸鋯的層狀結構中與磷酸鋯形成插層結構，使得復相陶瓷具有低熱膨脹系數。同時，磷酸鋯和硅灰石形成的插層結構還能夠提高材料的機械強度，降低材料的導電性能，使復相陶瓷材料能夠應用于嚴苛的使用環境中。

技術領域

本發明涉及復相陶瓷技術領域，特別涉及一種低熱膨脹系數復相陶瓷及其制備方法。

背景技術

陶瓷材料是最重要的無機非金屬材料之一，是繼金屬材料、非金屬材料之后兼有金屬材料和高分子材料共同優點的材料，與現代化建設和人類生活息息相關。我國陶瓷技術相對較成熟，從以前的易碎性陶瓷到現代的結構陶瓷和功能陶瓷，陶瓷改性的腳步從未停止過，高性能的陶瓷在未來的生產生活中必將發揮重要的作用。

陶瓷材料使用在苛刻的環境中對性能有嚴格的要求，一般在熱應力下受到沖擊容易破壞，抗熱震性差，這跟材料的熱膨脹系數相關，而低熱膨脹陶瓷材料在抗耐熱沖擊方面有明顯優勢。然而，陶瓷材料生產的原材料多為多種無機礦物粉體，由于各種礦物的膨脹性能存在差異，使用熱膨脹系數較高的粉體會影響整個陶瓷的性能，在燒結過程中容易產生裂紋，所得陶瓷制品抗耐熱沖擊性能差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種低熱膨脹系數復相陶瓷及其制備方法。本發明提供的復相陶瓷具有低熱膨脹系數，同時具有高機械強度和低介電系數。

為了實現上述發明的目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種低熱膨脹系數復相陶瓷，由包括以下質量份的原料制備得到：

所述低熱膨脹系數復相陶瓷包括硅酸鈣相和磷酸鋯相。

優選的，所述原料包括：

優選的，所述低熱膨脹系數復相陶瓷在10^-6/K下的熱膨脹系數≤4.1。

優選的，所述磷酸鋯粉的粒度≤1μm；所述硅灰石粉的粒度≥100目，所述硅灰石粉中硅酸鈣的質量百分含量≥94％。

優選的，所述燒結助劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化銅和氧化硼中的兩種或兩種以上。

本發明提供了一種低熱膨脹系數復相陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)將磷酸鋯粉、硅灰石粉和燒結助劑混合，進行干磨，得到混合粉料；

(2)將所述混合粉料與聚乙烯醇水溶液混合，進行濕磨，得到混合坯料；

(3)對所述混合坯料依次進行預壓制、冷等靜壓成型、干燥和燒結，得到低熱膨脹系數復相陶瓷。

優選的，所述干磨的轉速為45～60r/min，時間為10～30min，所述混合粉料的細度D₅₀≤45μm。

優選的，所述聚乙烯醇水溶液的質量濃度為8～16％；

所述濕磨的轉速為50～60r/min，時間為20～30min；

所述混合坯料的水分含量為15～25wt％。

優選的，所述預壓制的壓力為10～15MPa，時間為20～30min；

所述冷等靜壓成型的壓力為250～300MPa，時間為20～40min。