[发明专利]一种氧化物共晶结构陶瓷粉末的制备方法

摘要

一种氧化物共晶结构陶瓷粉末的制备方法。通过激光悬浮区熔技术，制备组织细小且均匀的共晶材料，然后通过粉碎、筛分将具有强界面结合的微观共晶结构保存在共晶粉末中，进而制备出具有一定粒径分布的共晶粉末，从而通过初始共晶试样的层片间距和共晶粉末粒径的合理搭配，有效的将初始共晶试样当中的共晶结构保留到烧结共晶体中。本发明得到的氧化物共晶结构陶瓷粉末为典型的共晶形貌；通过改变激光悬浮区熔过程中的抽拉速率得到具有不同层片间距的共晶材料；通过抽拉速率和球磨时间的组合，得到了不同粒径分布的共晶粉末。

主权项

一种氧化物共晶结构陶瓷粉末的制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，共晶自生复合陶瓷试样预制体的制备；步骤2，制备试样；将得到的多个Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷试样的预制体分别切割为条状预制体；将其中的一个预制体固定在激光悬浮区熔抽拉系统的试样架上；开启激光器，将激光器的功率升至400W，对所述预制体加热，使该预制体熔化，并形成稳定的熔区；开启抽拉系统，以200μm/s的抽拉速率对所述熔区进行抽拉，完成试样的定向凝固；重复所述装夹――熔化――抽拉过程，逐个完成对所有预制体的定向凝固，从而获得多个直径均匀、表面光滑无裂纹及内部具有细小均匀共晶组织的棒状试样；任意取其中一个试样并对其进行金相处理；通过扫描电镜观察该试样的组织；采用划线法，得到该棒状试样的平均共晶层片间距为1.23μm；以得到的该棒状试样的平均共晶层片间距作为所有棒状试样的平均共晶层片间距；步骤3，制备共晶粉末；具体过程是：Ⅰ制备共晶颗粒；将清洗后的所有棒状试样置于颚板为高纯氧化锆的颚式破碎机中并机械破碎为颗粒状；将得到的颗粒过筛，获得颗粒尺寸小于1mm的粗颗粒；Ⅱ制备共晶粉末，将得到的粗颗粒置于行星式球磨机的高纯氧化铝球磨罐中，并使高纯氧化锆磨球与粗颗粒的质量比为10:1；加入无水乙醇，通过球磨机对粗颗粒球磨获得共晶粉末；所述无水乙醇的加入量为所述球磨罐容积的1/5；开启球磨机，以500r/min的转速对粗颗粒球磨4h，获得共晶粉末；将得到的共晶粉末烘干至完全干燥；步骤4，获取目标粒度为4～150μm的共晶粉末；通过筛分的方式获取目标粒度为4～150μm的共晶粉末。