[发明专利]一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法

说明书

本发明公开了一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法。将制备好的莫来石陶瓷材料置于装有AlFsubgt;3/subgt;•3Hsubgt;2/subgt;O粉体匣钵内，在1600℃下热处理6个小时，气相介质挥发渗入到莫来石陶瓷基体内部，发生气相反应，促进莫来石晶粒的异向生长，生成莫来石晶须，莫来石晶须填充陶瓷材料内部空隙，降低陶瓷材料气孔率，提高陶瓷材料体积密度，增强莫来石陶瓷高温力学强度。气相渗入的增强方式减少了低熔点化合在陶瓷坯体中的残留，避免助剂AlFsubgt;3/subgt;·3Hsubgt;2/subgt;O在陶瓷材料内部烧蚀形成的气孔，又能在陶瓷结构中形成莫来石晶须增强陶瓷强度，增强效果明显，高温抗折强度最高可提高13~16%。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，具体涉及一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法。

背景技术

莫来石陶瓷具有高致密性、高热导率、高温抗蠕变性、高温力学性能、优良的抗热震性能、低热膨胀性、高温稳定性以及良好的电绝缘性而广泛应用于国防、工业、民用领域；但是其在应用过程中，出现了抗热震性能差、易弯曲、易断棒、使用寿命较短等问题，为了提高莫来石陶瓷材料必须对其进行增韧；传统的晶须增韧方法外加晶须法和原位增强法，外加晶须法主要是将莫来石晶须分散在陶瓷材料基质中，添加结合剂制成莫来石陶瓷材料；原位自生增强主要是将氟化铝粉体与陶瓷基质混合，添加结合剂制成陶瓷泥料，高温烧成原位生成莫来石晶须增韧莫来石陶瓷材料，效果有限。

外加晶须在莫来石陶瓷材料基体中起到桥联、增强的效果，能较好的抑制裂纹的扩展，起到了增强陶瓷材料的作用；但存在晶须分散不均匀从而影响莫来石陶瓷材料烧结的问题。

原位自生晶须在陶瓷基体中生长均匀，且与基体之间的界面结合较为紧密，可改善晶须与基体材料的结合性能，从工艺的角度来说，原位自生增强工艺较为简单，易于工业生产和降低生产成本，但助剂的引入导致陶瓷结构显气孔率增大，低熔点化合物增多，影响了晶须的增强效果。

发明内容

基于现有莫来石陶瓷增韧问题，本发明的目的主要是提供一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法。

本发明为完成上述目的采用如下技术方案：

一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法，具有如下步骤：

（1）将15份氧化铝粉、35份金刚砂、10份硅酸锆粉、28份高岭土、12份刚玉粉原料混合，添加结合剂制成陶瓷泥料，采用液压成型的方式，将陶瓷材料粉料在60MPa压力下，制成长方形样条；

（2）将AlF₃•3H₂O粉体放置在匣钵中；AlF₃•3H₂O粉体添加量为原料总量的6％，粉体添加量不能高于陶瓷坯体距离匣砵底部的三分之一；

（3）将压制的长方形样条放置在底层铺有AlF₃•3H₂O粉体的密闭匣钵中；

（4）将装好的密闭匣钵置于高温炉中1600℃保温6h后随炉冷却；AlF₃•3H₂O在高温下分解为气相介质渗入到陶瓷结构的内部。

步骤（4）中1600℃保温6h，升温速率5℃/min。

本发明提出的一种气相渗入法增强莫来石陶瓷材料制备方法，利用AlF₃•3H₂O在高温下分解为气相介质渗入到陶瓷结构的内部，避免助剂AlF₃•3H₂O在陶瓷材料内部烧蚀形成的气孔，又能在陶瓷结构中形成莫来石晶须增强陶瓷强度，增强效果明显，高温抗折强度最高可提高15～20%。

附图说明

图1是气相渗入装置示意图

图2、图3是气相渗入法制备莫来石陶瓷材料显微结构图片。

实施方式

实施例