[發明專利]鈦酸鋁陶瓷前體料和鈦酸鋁致密陶瓷及其制造方法

有效

• 申請號: 202110365112.7
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112979307B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳長龍;魏玉玲
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B35/478
• 分類號: C04B35/478;C04B35/628
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鈦酸鋁陶瓷前體料，其特征在于：是由包含內核相和外殼相的核殼結構顆粒構成，其中內核相是氧化鈦和氧化鋁，外殼相是氧化硅；

所述的鈦酸鋁陶瓷前體料由以下質量百分含量的成分組成：

氧化鈦39~47%，氧化鋁51~60%，氧化硅0.5~13%；

所述的鈦酸鋁陶瓷前體料，其特征在于：所述氧化鈦具有80%的顆粒尺寸小于或等于750 nm、中值粒度小于或等于600 nm的粒度分布；所述氧化鋁具有80%的顆粒尺寸小于或等于700 nm 的粒度分布、中值粒度小于或等于600 nm的粒度分布；

所述的鈦酸鋁陶瓷前體料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將氧化鈦和氧化鋁按質量百分數稱重后混合均勻，混合選自球磨或研磨，得到內核相顆粒微粉；

（2）將硅酸酯溶解于乙醇中得到硅酸酯溶液，其中乙醇的質量大于或等于步驟（1）所述的內核相顆粒微粉的質量的一半，硅酸酯的用量按照上述氧化硅的質量百分含量換算確定；

（3）將步驟（1）得到的內核相顆粒微粉與步驟（2）得到的硅酸酯溶液混合均勻，混合選自球磨或研磨，得到內核相和硅酸酯濕態混合料；

（4）將步驟（3）得到的內核相和硅酸酯濕態混合料放入料漿池中，加入氨水，攪拌混勻，得到氨化的內核相和硅酸酯濕態混合料，其中氨水的質量與步驟（2）所述的乙醇的質量相等，氨水中氨的量按照氨與硅酸酯摩爾比為(0.1~1):1的量換算確定；

（5）將步驟（4）得到的氨化的內核相和硅酸酯濕態混合料陳化1-5h，然后加入粘結劑，攪拌均勻，干燥后得到鈦酸鋁陶瓷前體料。

2.根據權利要求1所述的鈦酸鋁陶瓷前體料，其特征在于：所述硅酸酯為正硅酸乙酯或正硅酸異丙酯或正硅酸甲酯；所述乙醇的質量百分濃度為75~100%；所述粘結劑為聚乙烯醇水溶液，其質量百分濃度為2~12%；所述粘結劑用量按照粘結劑與內核相質量比為(0.1~0.6):1確定。

3.根據權利要求1所述的鈦酸鋁陶瓷前體料，其特征在于：步驟（5）所述干燥為噴霧干燥或自然晾干。

4.利用權利要求1~3中任一項所述的鈦酸鋁陶瓷前體料制造鈦酸鋁致密陶瓷的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將權利要求1~3中任一項所述的鈦酸鋁陶瓷前體料制坯，得到生坯體；

（2）將步驟（1）得到的生坯體在100~300℃下干燥2~12h，得到干坯體；

（3）將步驟（2）得到的干坯體進行燒制，燒成制度為：以5-8℃/min的升溫速率從室溫升溫至800℃，在800℃保溫2h，再以2-5℃/min的升溫速率從800℃升溫至1450-1600℃，在1450-1600℃保溫4-7 h，然后自然降溫至室溫，得到鈦酸鋁致密陶瓷。

5.根據權利要求4所述的鈦酸鋁陶瓷前體料制造鈦酸鋁致密陶瓷的方法，其特征在于：所述的制坯，其方法為等靜壓或模壓；制坯方法為等靜壓時，壓力為90~150MPa；制坯方法為模壓時，壓力為80~120MPa。

6.權利要求4或5所述的方法制備的鈦酸鋁致密陶瓷，其特征在于，所述鈦酸鋁致密陶瓷具有如下特性：

（1）顯氣孔率≤5%；

（2）體積密度≥3.0g/cm3；

（3）常溫抗彎強度≥32MPa；

（4）連續循環熱震至少20次不裂碎。