[發(fā)明專利]一種尖晶石-鎂基陶瓷型芯及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110047872.3
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112794711B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張力;劉春陽;陳曉;鄭文龍;任士平
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B35/443
• 分類號: C04B35/443;C04B35/12;B22C9/10;C04B35/66
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其特征在于，該尖晶石-鎂基陶瓷型芯的原料包括粉末原料和粘結(jié)劑，粉末原料由以下成分組成，各個(gè)成分的質(zhì)量百分比為：尖晶石粉末為50%~90%，氧化鋯粉末為0%~30%，二氧化鈦粉末為0%~5%，氧化鎂粉末為10~40%，各個(gè)成分的質(zhì)量百分比之和為100%，且氧化鋯粉末和二氧化鈦粉末不能同時(shí)為0%；

粘結(jié)劑的質(zhì)量占粉末原料的質(zhì)量百分比為15%~25%；

所述的尖晶石粉末為鎂鋁尖晶石、鎂鉻尖晶石、鎂鐵尖晶石中的一種或幾種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其特征在于，所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其室溫三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為10~40MPa，燒結(jié)收縮率為0.7%~3%，乙酸脫除相對溶出率為50%~80%。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其特征在于，所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其使用溫度為1600~1950℃，抗熱震循環(huán)次數(shù)15~30次。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其特征在于，所述的氧化鎂粉末的粒徑為4~10μm；所述的尖晶石粉末的粒徑為10~30μm；所述的氧化鋯粉末的粒徑為10~20μm；所述的二氧化鈦粉末的粒徑為4~10μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯，其特征在于，所述的粘結(jié)劑，包括以下成分及各個(gè)成分的質(zhì)量百分比為：石蠟為90%~95%，蜂蠟為3%~8%，聚乙烯為1%~5%。

6.權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：混料

按尖晶石-鎂基陶瓷型芯的原料配比稱量原料，采用濕法，混合均勻，蒸干溶劑，得到混合粉料；

步驟2：粘結(jié)劑制備

按配比稱量粘結(jié)劑原料，先將石蠟和蜂蠟按配比混合，加熱熔化，再加入聚乙烯，攪拌加熱至聚乙烯全部熔化，得到熔融的粘結(jié)劑；

步驟3：漿料配制

將混合粉料置于65~80℃預(yù)熱20~30min，按質(zhì)量比，粘結(jié)劑：混合粉料=(15~25):100；將預(yù)熱后的混合粉料加入熔融的粘結(jié)劑中，攪拌均勻，得到漿料；

步驟4：模壓成型

將漿料倒入熱壓注射機(jī)漿桶中，加熱至90~95℃，攪拌漿料均勻，得到熔化的漿料；

對熱壓注射機(jī)漿桶進(jìn)行加壓至3~10 MPa，使得熔化的漿料注入預(yù)熱后的熱壓模具中，保壓10~30s，熔化的漿料在熱壓模具中，冷卻固化，脫模，得到生坯；

步驟5：生坯燒結(jié)

將生坯填埋至α-Al₂O₃填料中，進(jìn)行燒結(jié)，隨爐冷卻，得到尖晶石-鎂基陶瓷型芯；其中，燒結(jié)工藝為：從室溫，以升溫速率為0.5~1.5℃/min升溫至600℃，保溫60~180min，再以升溫速率為2~5℃/min加熱至1450~1550℃，保溫時(shí)間為30~150min。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，采用的濕混，方法為：加入無水乙醇，無水乙醇的加入質(zhì)量為粉料質(zhì)量的20%~50%，混合時(shí)間480~720min，濕混后，通過加熱至120℃蒸干，過200目篩，密封備用。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟3中，混合粉料分5~10批，每批混合粉料質(zhì)量占混合粉料總質(zhì)量的10%~20%，每批混合粉料加入的間隔時(shí)間為20~30min；漿料配制的溫度為90~95℃，攪拌均勻的攪拌速度為90~180 r/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟4中，攪拌漿料均勻的攪拌速度為90~180 r/min，攪拌時(shí)間為30~120min；熔化的漿料注入熱壓模具的時(shí)間為2~10s；預(yù)熱后的熱壓模具的預(yù)熱溫度為50~60℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尖晶石-鎂基陶瓷型芯的制備方法，其特征在于，所述的步驟5中，α-Al₂O₃填料選用鎂鋁尖晶石填料、鎂鉻尖晶石填料或鋯英石填料中的一種進(jìn)行替換。