[发明专利]一种超韧性的氧化铝陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝陶瓷技术，特别是涉及一种超韧性的氧化铝陶瓷及其制备方法。

背景技术

现有氧化铝陶瓷，具有硬度高，耐高温，耐腐蚀重量轻，价格低廉等优点，被广泛应用于各种工艺领域。但其韧性较差，抗热冲击性能差，一些韧性较好，抗热冲击性好的特种陶瓷如TiN，SiN，SiC，CrO₂等原材料价格高，烧结制作成本高，因此，在要求抗机械冲击、热冲击，超高硬度、低成本领域的应用受到了一定的限制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明是提供一种硬度较高、韧性较好、抗热冲击性较好并且生产成本低廉的一种超韧性的氧化铝陶瓷及其制备方法。

本发明的一种超韧性的氧化铝陶瓷，氧化铝陶瓷成分如下：

Al₂O₃为≥97%、TiO₂为0.3~0.6%、MgO为0.02~0.06%、TaC为0.1~0.4%、Re₂O₇为0.05~0.1%、高岭土为0.1~0.15%。

优选为，氧化铝陶瓷成分如下：

Al₂O₃为98.9%、TiO₂为0.6%、MgO为0.04%、TaC为0.3%、Re₂O₇为0.06%、高岭土为0.1%。

优选为，氧化铝陶瓷成分如下：

Al₂O₃为98.7%、TiO₂为0.6%、MgO为0.05%、TaC为0.4%、Re₂O₇为0.1%、高岭土为0.15%。

本发明的一种超韧性的氧化铝陶瓷的制备方法，按照如下步骤制成：

一、先将上述配方按比例加入陶瓷球磨机中，球磨20~25小时，平均粒度＜1.5μm；

二、将球磨好的粉料过筛去除陶瓷球碎块及杂质；

三、烘干称重备用；

四、将石腊加入搅拌机并加热到65~70℃熔化状态；

五、将烘干好的粉料加入搅拌机中，与石腊搅拌10小时，流出搅拌机，冷却至饼状料备用；

六、将饼状料加入热铸机中，由模具压力成型所需的零件毛坯；

七、将热压铸毛坯埋入金刚粉中，粒度100目，装在耐高温钵中，送入脱脂窑脱脂，脱脂时间为72小时，温度为100℃~1000℃；

八、将脱脂后的零件毛坯清理粉尘并摆入耐高温钵中，放入烧结窑进行烧结，温度200℃~1670℃，高温区烧结半小时；

九、烧结后的零件毛坯进行振动分离，去掉毛刺并清洗，浸兰，研磨加工到所需零件尺寸精度和粗糙度，完成整个零件制造过程。

与现有技术相比本发明的有益效果。

1．极高硬度： Al₂O₃硬度为HRA93左右。

2．良好的韧性：经测试其抗弯强度可达390 Mp左右。

3．良好抗热冲击性：抗热冲击性可达1000次以上。

4．较低廉的工业生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

一种超韧性的氧化铝陶瓷，氧化铝陶瓷成分如下：

Al₂O₃为99.43%、TiO₂为0.3%、MgO为0.02%、TaC为0.1%、Re₂O₇为0.05%、高岭土为0.1%。

按照如下步骤制成：

一、先将上述材料按比例加入陶瓷球磨机中，球磨20~25小时，平均粒度＜1.5μm；

二、将球磨好的粉料过筛去除陶瓷球碎块及杂质；

三、烘干称重备用；

四、将石腊加入搅拌机并加热到65~70℃熔化状态；

五、将烘干好的粉料加入搅拌机中，与石腊搅拌10小时，流出搅拌机，冷却至饼状料备用；

六、将饼状料加入热铸机中，由模具压力成型所需的零件毛坯；

七、将热压铸毛坯埋入金刚粉中，粒度100目，装在耐高温钵中，送入脱脂窑脱脂，脱脂时间为72小时，温度为100℃~1000℃；