[發(fā)明專利]陶瓷燒結(jié)裝置和陶瓷燒結(jié)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110698083.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113405362A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 王希林;吳昂軒;周宏揚;賈志東;王黎明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D7/06;F27D11/10;F27D19/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44311
• 代理人: 曾昭毅;鄭海威

本發(fā)明公開了一種陶瓷燒結(jié)裝置和陶瓷燒結(jié)方法，陶瓷燒結(jié)裝置，包括：密閉容器，用于盛放陶瓷生坯；電源裝置，用于與所述陶瓷生坯電性連接以向所述陶瓷生坯施加電壓進行燒結(jié)得到陶瓷；滴液裝置，與所述密閉容器相連接并用于向所述陶瓷生坯滴加液體。利用本發(fā)明提供的陶瓷燒結(jié)裝置能夠同時實現(xiàn)陶瓷燒結(jié)和調(diào)整表面性能的效果，且流程與操作較為簡單，具有良好的應用前景。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及陶瓷材料制備技術(shù)領域，特別涉及一種陶瓷燒結(jié)裝置和陶瓷燒結(jié)方法。

背景技術(shù)

陶瓷材料在電子、化工、航天以及醫(yī)療等領域有著廣泛的應用。長時間的高溫燒結(jié)不僅耗時耗能，還會產(chǎn)生陶瓷晶粒顯著生長的問題，即使是納米尺寸的粉體，燒結(jié)后其晶粒尺寸也會增長到微米大小。此外高溫燒結(jié)后陶瓷的溫度很高，目前還沒有得到有效利用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種能夠解決上述技術(shù)問題的陶瓷燒結(jié)裝置和陶瓷燒結(jié)方法。

本申請第一方面提供一種陶瓷燒結(jié)裝置，包括：

密閉容器，用于盛放陶瓷生坯；

電源裝置，用于與所述陶瓷生坯電性連接以向所述陶瓷生坯施加電壓進行燒結(jié)得到陶瓷；

滴液裝置，與所述密閉容器相連接并用于向所述陶瓷生坯滴加液體。

本申請實施方式提供的陶瓷燒結(jié)裝置，利用電源裝置對陶瓷生坯進行施加電壓，使得陶瓷生坯在電壓和電流的作用下經(jīng)閃燒燒結(jié)形成具有一定致密度的陶瓷，避免了傳統(tǒng)需要長時間高溫燒結(jié)的弊端。在使用該陶瓷燒結(jié)裝置時，燒結(jié)中的陶瓷生坯具有較高的溫度，燒結(jié)過程中利用滴液裝置在具有較高溫度的陶瓷生坯上滴加液體，利用燒結(jié)中陶瓷生坯表面的高溫作為高溫反應平臺，液體與高溫的陶瓷生坯在強電場的條件下發(fā)生固液反應，從而使得燒結(jié)成型后的陶瓷表面性能得到了調(diào)整，改變了陶瓷的表面性能，且通過滴加不同的液體來調(diào)控燒結(jié)成型的陶瓷中摻雜不同的離子，同時有效地利用了燒結(jié)中陶瓷生坯表面的高溫作為高溫反應平臺。利用本申請?zhí)峁┑奶沾蔁Y(jié)裝置能夠同時實現(xiàn)陶瓷燒結(jié)和調(diào)整表面性能的效果，且流程與操作較為簡單，具有良好的應用前景。

根據(jù)本申請的一些實施例，滴液裝置用于向燒結(jié)過程中的陶瓷生坯滴加液體。控制滴液裝置在陶瓷生坯燒結(jié)形成陶瓷的過程中滴加液體，利于陶瓷進行表面改性。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述電源裝置為高壓交流電源，能夠根據(jù)需求提供不同大小的電流。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述電源裝置包括電壓測量裝置和/或電流測量裝置。本申請的電源裝置可以僅使用電壓測量裝置，僅使用電流測量裝置，或者同時使用電壓測量裝置和電流測量裝置。電壓測量裝置可以例舉的有電壓表，電流測量裝置可以例舉的有電流表，利用電壓測量裝置和電流測量裝置可以測量和控制施加在陶瓷生坯上的電壓和電流。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述滴液裝置包括液滴流量控制裝置和液滴生成裝置，所述液滴流量控制裝置用于控制注入所述液滴生成裝置的液體流量。在一些實施方式中，所述液滴流量控制裝置為臺式注射泵，由注射泵、控制器、電源適配器組成。注射泵主體由透明亞克力支架和工業(yè)鋁型材構(gòu)成，可夾持直徑合適的注射器，使用控制器操控步進電機進行高速或者定速運動，從而控制注射器的液滴流量。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述液滴生成裝置為注射器。

根據(jù)本申請的一些實施例，還包括與所述密閉容器連接的輸氣裝置，所述輸氣裝置用于向所述密閉容器輸入氣體，所述密閉容器開設有出氣口，所述氣體通過所述出氣口排出。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述氣體為氧氣、惰性氣體或還原氣體。在密封容器的環(huán)境中，可以根據(jù)需要提供惰性氣氛、還原性氣氛等，且能通過出氣口實現(xiàn)廢氣排出。當制備氧化物陶瓷時，可以選擇通入氧氣可以提供氧氣氣氛，當制備碳化物陶瓷時，可以選擇通入還原氣氛或惰性氣氛，防止材料被氧化。