[发明专利]一种氧化铝陶瓷柱塞的制备方法

说明书

一种氧化铝陶瓷柱塞的制备方法，首先制备乙醇、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水的混合溶液；然后量取氧化铝粉末，并将氧化铝粉末倒入混合溶液中进行洗涤沉淀干燥；再然后将干燥后的沉淀物、氧化镁粉末、氧化钇粉末、氧化锆粉末、PVA溶液、甘油和聚丙烯混合均匀，混合均匀后造粒，将造粒好的物料成型制备成呈柱塞状的陶瓷湿坯。接着将陶瓷湿坯进行干燥制备陶瓷生坯；干燥完全后，对陶瓷生坯做脱胶处理。再接着将脱胶后的陶瓷生坯分两步进行烧制。通过氧化铝陶瓷柱塞的制备方法制备的氧化铝陶瓷柱塞，硬度、强度和韧性高，耐磨性好，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷的制备方法，具体涉及一种能够制备出强度高耐磨性好的陶瓷的制备方法。利用该技术生产的陶瓷主要应用于陶瓷金属化粘接、焊接、镶嵌、耐磨材料、套接组装技术等方面。

背景技术

氧化铝陶瓷柱塞因具有较高的强度和耐磨性，原料来源丰富等特征，在工业中得到了广泛的应用。目前，现有制备方法中，大多采用甲基纤维素作为粘结剂，对于氧化铝陶瓷柱塞而言，添加剂与粘结剂的形貌和残留物形态对氧化铝陶瓷柱塞的密度高低和均匀一致性密切相关，如常用纤维素等所造孔为细扁长形孔，对气孔形态均匀性存在一定范围内的降低；若分散工艺不合理，也将导致内部应力集中区。从生产工艺来看，如传统技术中采用压制成型制备氧化铝陶瓷柱塞，其径向强度只能达到40Mpa～50Mpa，满足不了高压柱塞泵对氧化铝陶瓷柱塞的高强度要求。

发明内容

为了解决现有技术中氧化铝陶瓷柱塞因分散工艺易造成内部应力集中区和制备的氧化铝陶瓷柱塞强度和韧性低的问题，本发明提供一种氧化铝陶瓷柱塞的制备方法。

一种氧化铝陶瓷柱塞的制备方法，具体步骤如下：

第一步，制备乙醇、十二烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和去离子水的混合溶液。混合溶液中乙醇的重量比为1wt％～3wt％，十二烷基磺酸钠的重量比为0.1wt％～0.5wt，脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的重量比为0.1wt％～10wt％。

第二步，称取粒径在0.2μm～1μm之间的氧化铝粉末，以及称取氧化镁粉末、氧化钇粉末、氧化锆粉末、PVA溶液、甘油和聚丙烯。其中，氧化铝粉末重量份为75～95，氧化镁粉末重量份为1～2，氧化钇粉末重量份为1～2，氧化锆粉末重量份为5～20，PVA溶液重量份为0.5～1，甘油重量份为0.5～1，聚丙烯重量份为1。将氧化铝粉末投入第一步获取的混合溶液中进行洗涤。

将洗涤完成后的混合溶液进行过滤，得到沉淀物，将沉淀物置入干燥炉内进行干燥得到中间物A。

将中间物A、去离子水、氧化镁粉末、氧化钇粉末、氧化锆粉末、PVA溶液、甘油和聚丙烯混合均匀，混合均匀后造粒，再接着将造粒好的物料通过挤出机或者等静压机制备呈柱塞状的陶瓷湿坯。

第三步，将陶瓷湿坯进行干燥制备陶瓷生坯；干燥完全后，陶瓷生坯做脱胶处理。

第四步，将脱胶后的陶瓷生坯送入感应加热炉中以10℃/小时升温速度加热至300℃，然后保温3～6小时。接着以15～20℃/小时升温速度缓慢加热至650℃。再然后以80～100℃/小时升温至1100℃。再接着以100℃/小时迅速冷却至1050℃，最后将烧制的陶瓷坯体随炉冷却至室温。

第五步，陶瓷坯体出炉后，进行切割整理，然后在感应加热炉中以80～100℃/小时升温到1410℃，然后保温3～6小时。接着以100℃/小时冷却至1050℃～1100℃，最后陶瓷坯体随炉冷却至室温。

优选的，在第二步中，首先将中间物A分成两批次使用，将第一批次使用的中间物A、氧化镁粉末、氧化钇粉末、氧化锆粉末依次加入到混合机内初步混合均匀，再将第二批次使用的中间物A加入到混合机内进一步混合均匀。然后将去离子水、PVA溶液、甘油和聚丙烯混合后加入混合机内继续混合均匀。接着将混合均匀后的物料送入高粘捏混和机内捏混混匀，随后造粒。