[发明专利]一种高陶瓷性能的黑色氧化铝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备领域，特别是公开了一种高陶瓷性能的黑色氧化铝及其制备方法。

背景技术

目前特种陶瓷领域中要数氧化铝陶瓷的应用范围最广，技术相对成熟，一般氧化铝陶瓷呈现白色。因半导体集成电路具有一定光敏性，封装管壳需要具备遮光性，用于数码显示的衬板需具备一定遮光性，从而保证能够清晰显示。因此，黑色氧化铝陶瓷被开发出来了；在以下这些领域技术比较成熟，黑色氧化铝陶瓷刀具、黑色研磨器陶瓷、黑色密封陶瓷应用大幅提高。但是现有的黑色氧化铝陶瓷的性能不能完全满足刀具、研磨器、密封陶瓷这些领域对黑色氧化铝陶瓷性能的要求。

现有的黑色氧化铝陶瓷一般是引入过渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Fe、V等生成的。如在氧化铝瓷料中加入部分过渡元素的混合物，即可烧制黑色氧化铝陶瓷。例如以下配方：

物料Al₂O₃CoOMnO₂Cr₂O₃SiO₂铁红TiO₂Wt%900.2221.822.0

黑色氧化铝陶瓷一般在1350℃～1450℃下保温1～2小时，氧化气氛烧结。其中加入的添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性：①能与Al₂O₃形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大；②可变价离子类添加剂比不变价的添加剂的作用大；③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。由于金属元素引入过多，低温烧结,过渡元素是在重结晶烧结，故晶粒容易变得粗大，气密性较差，黑色色素易挥发，坯件相对同等级白色氧化铝陶瓷密度较低，机械强度大幅降低，韧性降低较多。虽然降低了烧成成本，使得综合成本大幅下降。但是相对于需要高强度，高韧性，高硬度的又需要使用黑色氧化铝陶瓷材料的领域如黑色氧化铝陶瓷刀具，黑色研磨器陶瓷黑色密封陶瓷，现有黑色氧化铝陶瓷的生产工艺和配方存在缺陷。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种高陶瓷性能的黑色氧化铝的配方及其制备工艺，该发明制备的黑色氧化铝陶瓷硬度和韧性以及耐磨性能都较现有技术中同类产品要高。

解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高陶瓷性能的黑色氧化铝，按照重量份数计，包括以下组成与组分：

Al₂O₃ 90-94%

SiO₂1-2%

滑石0.5-0.8%