[发明专利]一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法

摘要

本发明公开了一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，它包括以下步骤：1）以纳米级氧化镁粉体为原料，压成型得到氧化镁陶瓷坯体；2）以金属镍粉和铝粉为原料制成燃烧反应混合物料，再将氧化镁陶瓷坯体用该物料均匀包裹并压制成型；3）将步骤2）所得坯体置于模具中，用细砂填充坯体与模具之间的间隙；4）通过对连接模具和坯体的钨丝圈接入大电流以引发燃烧反应，发出的热量所形成的温度场使氧化镁陶瓷坯体升温至1600-1900K，150-180t的外加机械压力在温度达到峰值时施加并保持60-120s，冷却后得到高致密度氧化镁纳米陶瓷。本发明工艺过程简单、合成效率高、成本低，且产品纳米氧化镁陶瓷具有高致密度，晶粒生长幅度被有效控制。

主权项

一种快速制备高致密度氧化镁纳米陶瓷的方法，其特征在于它包括如下步骤：1）将氧化镁粉体依次经过轴向加压和压力为200‑250MPa的冷等静压处理，成型得到相对致密度为50‑60%的氧化镁陶瓷坯体；2）将金属镍粉和铝粉按照摩尔比1:（1‑3）配料作为燃烧反应所采用的化学反应体系，并按照反应体系中镍和铝的总物质的量添加10‑36mol.%的碳化钛粉作为反应稀释剂，得到混合粉体；然后将混合粉体进行球料质量比为（5‑8）:1的球磨混合8‑12h，再经过4‑6h的干燥处理，得到提供高温热源的燃烧反应混合物；3）将步骤1）所得的氧化镁陶瓷坯体用步骤2）制得的燃烧反应混合物进行整体均匀包覆，随后经轴向加压成型，置于钢制模具之中，将燃烧反应块体（即将氧化镁陶瓷坯体用燃烧反应混合物包覆后经加压成型得到的块体）与模具电极由钨丝圈连接，模具腔体内间隙由细砂填充；然后将燃烧反应块体表面涂覆10‑20g引燃剂，引燃剂由钛粉和碳粉按摩尔比1:（1‑3）混合而成；   4）对步骤3）所述钨丝圈通电后放热引发燃烧反应，氧化镁陶瓷坯体（包覆在燃烧反应块体中）的升温速率为1300‑1600K/min，当温度升至1600‑1900K时，施加150‑180t的外加压力并保持60‑120s，压力撤去后氧化镁陶瓷坯体自然冷却至室温，脱模即可得到相对致密度为97‑99%的纳米氧化镁陶瓷。