[发明专利]一种增韧氧化铝陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种增韧氧化铝陶瓷的制备方法，以铝型材厂的污泥作为作为铝源，污泥中的杂质作为第一添加剂，经酸碱处理后抽滤得到带有添加剂杂质的铝沉淀，然后将铝沉淀加入至乙醇水溶液中，并加入纳米铝粉作为第二添加剂，曝气反应及减压蒸馏得到浆液；最后微波反应的方式进行注浆固化，固化后烧结得到增韧氧化铝陶瓷。本发明以铝型材厂的污泥作为铝源，以污泥内的杂质作为增韧添加剂和稳定剂，不仅解决了铝型材厂的污泥的环保处理问题，同时也降低了氧化铝陶瓷的生产成本。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种增韧氧化铝陶瓷的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，计算机、电子信息、激光、新能源、航天、海洋和生物工程等领域的应用对材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能要求也越来越严格。陶瓷材料具有优良的高强度、高硬度、高耐磨性和耐蚀性以及低膨胀系数和质量轻等金属材料难以匹敌的特点，广泛应用于各种材料科学领域，并且，各种透明陶瓷、金属陶瓷、导电陶瓷等的开发应用，使得陶瓷材料发挥着越来越重要的作用，在航天航空、电子、建筑、生物、医疗等领域有着广泛的应用前景。

先进陶瓷是近年来在传统陶瓷基础上发展起来的新型材料。它与传统陶瓷的主要区别在于：传统陶瓷直接使用天然矿物原料，经过除杂、淘洗、破碎及烧结等工艺制成产品。而先进陶瓷的原料、组分多经过人为设计，更加重视材料的组成、显微结构、相图等的研究。原材料需进行提纯加工，对原料成分、各相比例和分布、颗粒度、纯度以及掺杂、添加剂和生产工艺等都有极其严格的要求，先进陶瓷的物理性能与材料的相组成分和分布、微观结构及制备工艺等密切相关。

结构陶瓷的种类繁多，一般按化学成分可分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷和硼化物陶瓷等。氧化铝陶瓷属氧化物陶瓷，并以其优异的物理化学性能一直是陶瓷材料研究的热点。氧化铝陶瓷具有以下基本特性：

(1)机械性能：烧结氧化铝陶瓷是多晶瓷材料，其强度主要受组成和结构的影响。在未加入专门的添加剂时，显气孔率为零的烧结氧化铝陶瓷体密度可达理论密度的94-96％。添加了适当的助烧剂细化氧化铝晶体后，其机械强度也增强氧化铝成分越纯，强度越高。强度在高温下可维持到900℃。

(2)热性能：氧化铝陶瓷在20-1000℃温度范围内的线膨胀系数为8.5×10^-6℃^-1。由于氧化铝在高温下不存在晶型转变，所以它的热膨胀不随温度升高而变化。

(3)电性能：常温下氧化铝陶瓷的体积电阻率约为10¹⁴-10¹⁶Ω·cm。体积电阻率的数值与材料纯度有关，也与瓷体结构中的玻璃相的组成及性质有关。

(4)化学稳定性：氧化铝陶瓷的化学稳定性相当高。酸和碱都不与氧化铝发生化学反应。在常温下，就是HF酸也不能对氧化铝陶瓷起作用。氧化铝陶瓷对酸碱所表现出超高的稳定性，保证了它在化学工业的广泛应用。

然后氧化铝陶瓷存在共性的弱点—脆性，是限制其实际应用范围继续扩展和优良性能发挥的主要原因。根据研究表明，陶瓷材料脆性的根源在于陶瓷晶体内缺少5个独立的滑移系，当材料受力时，在裂纹的尖角处产生应力集中，难于发生滑移引起的塑性变形而松弛应力，裂纹迅速扩展，最后导致陶瓷材料断裂。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种增韧氧化铝陶瓷的制备方法，以铝型材厂的污泥作为铝源，以污泥内的杂质作为增韧添加剂和稳定剂，不仅解决了铝型材厂的污泥的环保处理问题，同时也降低了氧化铝陶瓷的生产成本。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种增韧氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：其制备步骤如下：

步骤1，将铝型材厂的污泥放入反应釜中，缓慢搅拌滴加盐酸，直至pH为3-5，静置1-3h，过滤洗涤后收集混合滤液；