[發(fā)明專利]一種鈦酸鋁-莫來石高熱震高強度陶瓷材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202310545232.4
• 申請日: 2023-05-16
• 公開（公告）號: CN116477961A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳鵬杰;陳瑤武;徐端珍;肖秋華;林娜;蔡俊華
• 申請（專利權(quán)）人: 揭陽恒成陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/478;C04B35/185;C04B35/622
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 王華容

本發(fā)明公開了一種鈦酸鋁?莫來石高熱震高強度陶瓷材料，以質(zhì)量百分比計，其包括如下組分：高嶺土：10?20％；合成鈦酸鋁料：65?70％；硅酸鋯：5?10％；二氧化硅：5?15％。本發(fā)明還公開了該鈦酸鋁?莫來石高熱震高強度陶瓷材料的制備方法。本發(fā)明所提供的鈦酸鋁?莫來石高熱震高強度陶瓷材料，其通過采用特制的合成鈦酸鋁料，同時結(jié)合特定的分解溫度，使得高嶺土高溫分解與SiO₂形成莫來石均勻分布在鈦酸鋁四周，極大增強了強度；同時SiO₂也可固熔入鈦酸鋁料中，增加穩(wěn)定性，ZrSiO₄均勻分布在各主晶相的晶界中起增韌作用，通過各個原材料之間的協(xié)同作用，使得該陶瓷材料在20℃?750℃溫度時的線膨脹系數(shù)小于1.0*10^?6/℃,且具有強度高、吸水率低和高抗熱震性等優(yōu)良的綜合性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機非金屬陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸鋁-莫來石高熱震高強度陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

陶瓷材料具有抗高溫、抗侵蝕、耐磨損等一系列優(yōu)點，但是其脆性問題一直難以得到有效解決，因此成為制約陶瓷材料可靠性、安全性進而限制其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。盡管在高溫下超塑性陶瓷材料能夠發(fā)生一定的塑性變形，但在室溫下仍表現(xiàn)為脆性。

目前高熱震材料主要有鋰質(zhì)、堇青石質(zhì)、融石英質(zhì)、SIC材質(zhì)。鋰質(zhì)材料價錢昂貴，使用溫度不超1350℃；堇青石質(zhì)材質(zhì)氣孔率高，使用溫度低及抗腐蝕能力弱；融石英耐熱性強，但熱膨脹系數(shù)低；SIC材質(zhì)抗氧化力弱，價錢昂貴。市場急需使用溫度高于1350℃、高熱震、低吸水率和低成本的陶瓷材料。鈦酸鋁(AT)在20℃-1000℃線膨脹系數(shù)小于1.0×10^-6℃，具有高熱震的性能，但它也有弱點即強度低，使用過程中750℃-1250℃易分解，合成溫度高(大于1500℃)，合成時間長，合成純度低的特點，限制于市場的推廣及使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種使用溫度高于1350℃、高熱震、低吸水率和低成本鈦酸鋁-莫來石高熱震高強度陶瓷材料。本發(fā)明還提供了該鈦酸鋁-莫來石高熱震高強度陶瓷材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

第一方面，一種鈦酸鋁-莫來石高熱震高強度陶瓷材料，以質(zhì)量百分比計，其包括如下組分：

高嶺土：10-20％；

合成鈦酸鋁料：65-70％；

硅酸鋯：5-10％；

二氧化硅：5-15％。

在某些具體實施例中，所述高嶺土以質(zhì)量百分比計的組成為：Al₂O₃≥35％，SiO₂≤48％，Na₂O≤1％，Ca、MgO≤1％，余量為H₂O，進一步的，其化學(xué)組成為46.54％的SiO₂，39.5％的Al₂O₃，13.15％的H₂O和Na₂O為0.51％，Ca、MgO為0.3％。

在某些具體實施例中，所述合成鈦酸鋁料通過如下制備方法獲得：

A1)將氧化鋁粉、鈦白粉、MgCO₃、ZnO、Fe₂O₃混合，得混合物；

A2)將混合物中加水?dāng)嚢杈鶆蚝髩簽V成料餅；

A3)將料餅通過真空練泥機成磚，烘干備用；

A4)放入高溫窯爐氧化氣氛，燒成溫度1400℃，保溫2個小時燒制，冷卻、破碎，即得合成鈦酸鋁料。