一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110282186.0

申请日:

2011.09.21

公开号:

CN102432273A

公开日:

2012.05.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利实施许可合同备案的生效IPC(主分类):C04B 35/10合同备案号:2014360000136让与人:景德镇陶瓷学院受让人:景德镇景华特种陶瓷有限公司发明名称:一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品申请日:20110921申请公布日:20120502授权公告日:20131204许可种类:独占许可备案日期:20140626|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C04B 35/10申请日:20110921|||公开

IPC分类号:

C04B35/10; C04B35/622

主分类号:

C04B35/10

申请人:

景德镇陶瓷学院

发明人:

石棋

地址:

333001 江西省景德镇市陶阳路27号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品,可以通过以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉的方式,降低氧化铝陶瓷材料的烧成收缩率,从而降低产品的烧成变形率,控制极小的烧成收缩率,可以实现氧化铝陶瓷产品尺寸的精确控制,降低后期产品加工成本,适合工业化大生产。

权利要求书

1: 一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法, 采用工业化工原料及三氧化二铝粉, 经固相烧结获得氧化铝陶瓷产品, 其特征在于 : 保持原料中铝含量不变, 以金属铝粉取代部 分三氧化二铝粉, 所述原料平均粒径≤ 10μm, 其烧成温度在 1200 ~ 1450℃区间, 升温速度 ≤ 50℃ / 小时, 烧结后产品的吸水率≤ 0.5%。
2: 根据权利要求 1 所述一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法, 其特征在于 : 所 述金属铝粉添加量≤ 5wt%, 取代三氧化二铝粉的量≤ 9.4wt%。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法, 其特征在于 : 所述金属铝粉为球形, 活性铝量≥ 98%。
4: 一种由权利要求 1-3 任一权利要求所述方法制得的氧化铝陶瓷产品, 其特征在于 : 所述氧化铝产品烧成后收缩率≤ 5%。

说明书


一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产 品

    技术领域 本发明属于无机材料领域, 具体涉及一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法 及其制得的产品。
     背景技术 氧化铝是重要的结构、 功能陶瓷材料, 作为零部件在现代工业、 高技术等领域都有 着广泛的应用。 氧化铝陶瓷材料的烧成收缩率较大, 随成形方法及原料粒度变化, 收缩率有 变化, 一般处于 10%~ 25%的收缩率范围, 较大的烧成收缩直接导致产品变形, 难于达到 零部件装配尺寸精度要求, 往往需要对烧后产品进行磨削、 切割、 抛光等后加工处理。后加 工过程中, 变形大的产品需要的加工量也大, 而且高硬度氧化铝陶瓷材料后加工十分困难, 成本极高。
     目前, 关于氧化铝陶瓷材料的中国专利多集中在提高氧化铝陶瓷材料的性能、 降 低烧成温度、 特定形状氧化铝陶瓷产品制造方法等方面, 控制氧化铝陶瓷烧成收缩率的相 关技术不见专利报道。
     发明内容 本发明要解决的技术问题是提供一种以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉, 降低氧 化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品。
     为解决以上技术问题, 本发明的技术方案是 : 一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩 率的方法, 采用工业化工原料及三氧化二铝粉, 经固相烧结获得氧化铝陶瓷产品, 保持原料 中铝含量不变, 以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉, 所述原料平均粒径≤ 10μm, 其烧成温 度在 1200 ~ 1450℃区间, 升温速度≤ 50℃ / 小时, 烧结后产品的吸水率≤ 0.5%。
     所述金属铝粉添加量≤ 5wt%, 取代三氧化二铝粉的量≤ 9.4wt%。
     所述金属铝粉为球形, 活性铝量≥ 98%。
     上述方法制得的氧化铝陶瓷产品烧成后收缩率≤ 5%。
     本发明的优点表现在 : 通过调整氧化铝陶瓷配方, 以金属铝粉取代部分三氧化二 铝粉, 降低氧化铝陶瓷烧成收缩或达到近零收缩, 即氧化铝陶瓷产品的尺寸大小、 精度与坯 体的尺寸大小、 精度相当。 因此, 只需加工出尺寸精度高的坯体就可以直接得到高尺寸精度 的产品, 简单、 低成本地实现了高精度氧化铝陶瓷零部件的生产。
     现代工业及高技术领域对氧化铝陶瓷产品的外形尺寸的要求日益提高, 因烧成收 缩大而产生变形, 导致产品合格率下降的问题日益严重, 因产品变形大导致加工量大, 特殊 形状氧化铝陶瓷产品后加工十分困难, 陶瓷产品性脆易损易碎, 成本高等问题十分明显。 本 发明巧妙地解决了这些问题, 不仅对氧化铝陶瓷生产具有很好的现实意义, 而且对陶瓷材 料的烧成技术具有明显的指导意义。
     另外, 采用本发明制备氧化铝陶瓷产品, 其制备工艺过程与传统氧化铝陶瓷制备
     工艺基本相同, 所制备的氧化铝材料的性能, 与采用传统氧化铝陶瓷原料配方及制备工艺 制备的氧化铝陶瓷材料的性能相同。 具体实施方式
     实施例 1
     按下表重量百分比组成, 称取工业三氧化二铝粉、 高岭土、 滑石和碳酸钙, 外加 0.5wt%的甲基纤维素, 湿法球磨后, 按配方加入金属铝粉, 混合, 注浆成型、 干燥、 素烧、 精 修坯、 烧成获得制品。
     三氧化二铝粉 94.70
     金属铝粉 1.01 高岭土 1.04 滑石 2.14 碳酸钙 1.11其中部分工艺参数为 : 球磨时间 : 46 ~ 48 小时, 以粉体的平均粒径达到 10μm 为 准; 混料时间 : 2 小时 ; 金属铝粉 : 球形度高, 活性铝≥ 98%, 平均粒径≤ 10μm ; 素烧温度 : 1100℃; 烧成制度 : 在 900 ~ 1450℃区间, 升温速度为 50℃ / 小时, 最高烧结温度为 1650℃, 保温 2 小时。
     制得的氧化铝产品烧成后收缩率为 5%, 其它性能与注浆成型 95 氧化铝陶瓷性能 相同。
     实施例 2
     按下表重量百分比组成, 称取工业三氧化二铝粉、 高岭土、 滑石和碳酸钙, 外加 0.5wt %的甲基纤维素, 湿法球磨后, 按配方加入金属铝粉, 混合, 喷雾造粒、 干压成型、 干 燥、 素烧、 精修坯、 烧成获得制品。
     三氧化二铝粉 92.17
     金属铝粉 2.71 高岭土 2.05 滑石 2.0 碳酸钙 1.07其中部分工艺参数为 : 球磨时间 : 46 ~ 48 小时, 以粉体的平均粒径达到 10μm 为 准; 混料时间 : 2 小时 ; 金属铝粉 : 球形度高, 活性铝≥ 98%, 平均粒径≤ 10μm ; 成型压力 : 30Mpa ; 素烧温度 : 1100℃ ; 烧成制度 : 在 900 ~ 1450℃区间, 升温速度为 50℃ / 小时, 最高 烧结温度为 1650℃, 保温 2 小时。
     制得的氧化铝产品烧成后收缩率为 2%, 其它性能与干压成型 95 氧化铝陶瓷性能 相同。
     实施例 3
     按下表重量百分比组成, 称取工业三氧化二铝粉、 氧化镁粉, 干法球磨, 外加 0.3wt%的油酸, 二次球磨, 按配方加入金属铝粉, 混磨, 烘干、 加石蜡和油酸混合, 热压铸成 型、 排蜡、 精修坯、 烧成获得制品。
     4102432273 A CN 102432276 三氧化二铝粉 96.83
     说明书氧化镁 1.023/3 页金属铝粉 2.15其中部分工艺参数为 : 干磨时间 : 10 小时 ; 二次球磨时间 : 30 小时 ; 混磨时间 : 5小 时; 金属铝粉 : 球形度高, 活性铝≥ 98%, 平均粒径≤ 10μm ; 烘干温度 : 120℃烘 3 小时至干 料含水率< 1%; 石蜡和油酸添加量 : 58# 石蜡外加 13wt%、 油酸外加 0.2wt%; 热压铸成型 : 压力 0.4 ~ 0.6MPa, 成型温度 90℃; 排蜡制度, 按常规排蜡制度 ; 烧成制度 : 在 900 ~ 1450℃ 区间, 升温速度为 50℃ / 小时, 最高烧结温度为 1750℃, 保温 3 小时。
     制得的氧化铝产品烧成后收缩率为 1%, 其它性能与热压铸成型 99 氧化铝陶瓷性 能相同。5

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1、(10)申请公布号 CN 102432273 A(43)申请公布日 2012.05.02CN102432273A*CN102432273A*(21)申请号 201110282186.0(22)申请日 2011.09.21C04B 35/10(2006.01)C04B 35/622(2006.01)(71)申请人景德镇陶瓷学院地址 333001 江西省景德镇市陶阳路27号(72)发明人石棋(54) 发明名称一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品(57) 摘要本发明公开了一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品,可以通过以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉的方式,降低氧化铝陶瓷。

2、材料的烧成收缩率,从而降低产品的烧成变形率,控制极小的烧成收缩率,可以实现氧化铝陶瓷产品尺寸的精确控制,降低后期产品加工成本,适合工业化大生产。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页CN 102432276 A 1/1页21.一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法,采用工业化工原料及三氧化二铝粉,经固相烧结获得氧化铝陶瓷产品,其特征在于:保持原料中铝含量不变,以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉,所述原料平均粒径10m,其烧成温度在12001450区间,升温速度50/小时,烧结后产品的吸水率0.5。2.根据权利要求1所述一种降。

3、低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法,其特征在于:所述金属铝粉添加量5wt,取代三氧化二铝粉的量9.4wt。3.根据权利要求1或2所述一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法,其特征在于:所述金属铝粉为球形,活性铝量98。4.一种由权利要求1-3任一权利要求所述方法制得的氧化铝陶瓷产品,其特征在于:所述氧化铝产品烧成后收缩率5。权 利 要 求 书CN 102432273 ACN 102432276 A 1/3页3一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品技术领域0001 本发明属于无机材料领域,具体涉及一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品。背景技术0002 氧化铝是重要的结。

4、构、功能陶瓷材料,作为零部件在现代工业、高技术等领域都有着广泛的应用。氧化铝陶瓷材料的烧成收缩率较大,随成形方法及原料粒度变化,收缩率有变化,一般处于1025的收缩率范围,较大的烧成收缩直接导致产品变形,难于达到零部件装配尺寸精度要求,往往需要对烧后产品进行磨削、切割、抛光等后加工处理。后加工过程中,变形大的产品需要的加工量也大,而且高硬度氧化铝陶瓷材料后加工十分困难,成本极高。0003 目前,关于氧化铝陶瓷材料的中国专利多集中在提高氧化铝陶瓷材料的性能、降低烧成温度、特定形状氧化铝陶瓷产品制造方法等方面,控制氧化铝陶瓷烧成收缩率的相关技术不见专利报道。发明内容0004 本发明要解决的技术问题。

5、是提供一种以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉,降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法及其制得的产品。0005 为解决以上技术问题,本发明的技术方案是:一种降低氧化铝陶瓷材料烧成收缩率的方法,采用工业化工原料及三氧化二铝粉,经固相烧结获得氧化铝陶瓷产品,保持原料中铝含量不变,以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉,所述原料平均粒径10m,其烧成温度在12001450区间,升温速度50/小时,烧结后产品的吸水率0.5。0006 所述金属铝粉添加量5wt,取代三氧化二铝粉的量9.4wt。0007 所述金属铝粉为球形,活性铝量98。0008 上述方法制得的氧化铝陶瓷产品烧成后收缩率5。0009 本发明的优点表现在:通。

6、过调整氧化铝陶瓷配方,以金属铝粉取代部分三氧化二铝粉,降低氧化铝陶瓷烧成收缩或达到近零收缩,即氧化铝陶瓷产品的尺寸大小、精度与坯体的尺寸大小、精度相当。因此,只需加工出尺寸精度高的坯体就可以直接得到高尺寸精度的产品,简单、低成本地实现了高精度氧化铝陶瓷零部件的生产。0010 现代工业及高技术领域对氧化铝陶瓷产品的外形尺寸的要求日益提高,因烧成收缩大而产生变形,导致产品合格率下降的问题日益严重,因产品变形大导致加工量大,特殊形状氧化铝陶瓷产品后加工十分困难,陶瓷产品性脆易损易碎,成本高等问题十分明显。本发明巧妙地解决了这些问题,不仅对氧化铝陶瓷生产具有很好的现实意义,而且对陶瓷材料的烧成技术具有。

7、明显的指导意义。0011 另外,采用本发明制备氧化铝陶瓷产品,其制备工艺过程与传统氧化铝陶瓷制备说 明 书CN 102432273 ACN 102432276 A 2/3页4工艺基本相同,所制备的氧化铝材料的性能,与采用传统氧化铝陶瓷原料配方及制备工艺制备的氧化铝陶瓷材料的性能相同。具体实施方式0012 实施例10013 按下表重量百分比组成,称取工业三氧化二铝粉、高岭土、滑石和碳酸钙,外加0.5wt的甲基纤维素,湿法球磨后,按配方加入金属铝粉,混合,注浆成型、干燥、素烧、精修坯、烧成获得制品。0014 三氧化二铝粉 金属铝粉 高岭土 滑石 碳酸钙94.70 1.01 1.04 2.14 1.。

8、110015 其中部分工艺参数为:球磨时间:4648小时,以粉体的平均粒径达到10m为准;混料时间:2小时;金属铝粉:球形度高,活性铝98,平均粒径10m;素烧温度:1100;烧成制度:在9001450区间,升温速度为50/小时,最高烧结温度为1650,保温2小时。0016 制得的氧化铝产品烧成后收缩率为5,其它性能与注浆成型95氧化铝陶瓷性能相同。0017 实施例20018 按下表重量百分比组成,称取工业三氧化二铝粉、高岭土、滑石和碳酸钙,外加0.5wt的甲基纤维素,湿法球磨后,按配方加入金属铝粉,混合,喷雾造粒、干压成型、干燥、素烧、精修坯、烧成获得制品。0019 三氧化二铝粉 金属铝粉 。

9、高岭土 滑石 碳酸钙92.17 2.71 2.05 2.0 1.070020 其中部分工艺参数为:球磨时间:4648小时,以粉体的平均粒径达到10m为准;混料时间:2小时;金属铝粉:球形度高,活性铝98,平均粒径10m;成型压力:30Mpa;素烧温度:1100;烧成制度:在9001450区间,升温速度为50/小时,最高烧结温度为1650,保温2小时。0021 制得的氧化铝产品烧成后收缩率为2,其它性能与干压成型95氧化铝陶瓷性能相同。0022 实施例30023 按下表重量百分比组成,称取工业三氧化二铝粉、氧化镁粉,干法球磨,外加0.3wt的油酸,二次球磨,按配方加入金属铝粉,混磨,烘干、加石蜡。

10、和油酸混合,热压铸成型、排蜡、精修坯、烧成获得制品。0024 说 明 书CN 102432273 ACN 102432276 A 3/3页5三氧化二铝粉 金属铝粉 氧化镁96.83 2.15 1.020025 其中部分工艺参数为:干磨时间:10小时;二次球磨时间:30小时;混磨时间:5小时;金属铝粉:球形度高,活性铝98,平均粒径10m;烘干温度:120烘3小时至干料含水率1;石蜡和油酸添加量:58#石蜡外加13wt、油酸外加0.2wt;热压铸成型:压力0.40.6MPa,成型温度90;排蜡制度,按常规排蜡制度;烧成制度:在9001450区间,升温速度为50/小时,最高烧结温度为1750,保温3小时。0026 制得的氧化铝产品烧成后收缩率为1,其它性能与热压铸成型99氧化铝陶瓷性能相同。说 明 书CN 102432273 A。

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