[发明专利]一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法

权利要求书

1.一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）将氧化镁粉体依次经过轴向加压和压力为200-250MPa的冷等静压处理，成型得到相对致密度为50-60%的氧化镁陶瓷坯体；

2）将金属镍粉和铝粉按照摩尔比1:（1-3）配料作为燃烧反应所采用的化学反应体系，并按照反应体系中镍和铝的总物质的量添加10-36mol.%的碳化钛粉作为反应稀释剂，得到混合粉体；然后将混合粉体进行球料质量比为（5-8）:1的球磨混合8-12h，再经过4-6h的干燥处理，得到提供高温热源的燃烧反应混合物；

3）将步骤1）所得的氧化镁陶瓷坯体用步骤2）制得的燃烧反应混合物进行整体均匀包覆，随后经轴向加压成型，置于钢制模具之中，将燃烧反应块体（即将氧化镁陶瓷坯体用燃烧反应混合物包覆后经加压成型得到的块体）与模具电极由钨丝圈连接，模具腔体内间隙由细砂填充；然后将燃烧反应块体表面涂覆10-20g引燃剂，引燃剂由钛粉和碳粉按摩尔比1:（1-3）混合而成；  

 4）对步骤3）所述钨丝圈通电后放热引发燃烧反应，氧化镁陶瓷坯体（包覆在燃烧反应块体中）的升温速率为1300-1600K/min，当温度升至1600-1900K时，施加150-180t的外加压力并保持60-120s，压力撤去后氧化镁陶瓷坯体自然冷却至室温，脱模即可得到相对致密度为97-99%的纳米氧化镁陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 1）所述的氧化镁纯度大于99.9wt.%，平均粒径为30-80nm，其中非氧化物杂质含量低于500ppm。

3.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 2）所述金属镍粉纯度大于99.2wt.%，平均粒径为10-20μm，含氧量低于0.4wt.%；所述铝粉纯度大于99.0wt.%，平均粒径为10-15μm，含氧量低于1.0wt.%。

4.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 2）所述碳化钛粉纯度大于99.5wt.%，平均粒径为5-10μm，含氧量低于0.3wt.%。

5.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 2）所述球磨方法为干法球磨，球磨介质为玛瑙球。

6.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 2）所述干燥过程在真空干燥箱内进行，处理温度为323-333K。

7.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 3）所述的金属钛粉纯度大于99.5wt.%，平均粒径为10-15μm，其中含氧量低于0.2wt.%；所述的碳粉纯度大于99.0wt.%，平均粒径为3-5μm，其中含氧量低于0.1wt.%。

8.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 3）所述的钛粉和碳粉混合物由钛粉和碳粉经球料比为5:1、时间为8-12h的干法球磨混合而成。

9.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于所述步骤 4）中氧化镁陶瓷自然冷却至室温所需时间为60-180s。

10.根据权利要求1所述的一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于步骤 4）所述的施加外加压力过程中体系实际压力在1s内达到设定值150-180t，保持时间为60-120s。