[发明专利]钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝致密陶瓷及其制造方法

权利要求书

1.一种钛酸铝陶瓷前体料，其特征在于：是由包含内核相和外壳相的核壳结构颗粒构成，其中内核相是氧化钛和氧化铝，外壳相是氧化硅；

所述的钛酸铝陶瓷前体料由以下质量百分含量的成分组成：

氧化钛39~47%，氧化铝51~60%，氧化硅0.5~13%；

所述的钛酸铝陶瓷前体料，其特征在于：所述氧化钛具有80%的颗粒尺寸小于或等于750 nm、中值粒度小于或等于600 nm的粒度分布；所述氧化铝具有80%的颗粒尺寸小于或等于700 nm 的粒度分布、中值粒度小于或等于600 nm的粒度分布；

所述的钛酸铝陶瓷前体料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将氧化钛和氧化铝按质量百分数称重后混合均匀，混合选自球磨或研磨，得到内核相颗粒微粉；

（2）将硅酸酯溶解于乙醇中得到硅酸酯溶液，其中乙醇的质量大于或等于步骤（1）所述的内核相颗粒微粉的质量的一半，硅酸酯的用量按照上述氧化硅的质量百分含量换算确定；

（3）将步骤（1）得到的内核相颗粒微粉与步骤（2）得到的硅酸酯溶液混合均匀，混合选自球磨或研磨，得到内核相和硅酸酯湿态混合料；

（4）将步骤（3）得到的内核相和硅酸酯湿态混合料放入料浆池中，加入氨水，搅拌混匀，得到氨化的内核相和硅酸酯湿态混合料，其中氨水的质量与步骤（2）所述的乙醇的质量相等，氨水中氨的量按照氨与硅酸酯摩尔比为(0.1~1):1的量换算确定；

（5）将步骤（4）得到的氨化的内核相和硅酸酯湿态混合料陈化1-5h，然后加入粘结剂，搅拌均匀，干燥后得到钛酸铝陶瓷前体料。

2.根据权利要求1所述的钛酸铝陶瓷前体料，其特征在于：所述硅酸酯为正硅酸乙酯或正硅酸异丙酯或正硅酸甲酯；所述乙醇的质量百分浓度为75~100%；所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，其质量百分浓度为2~12%；所述粘结剂用量按照粘结剂与内核相质量比为(0.1~0.6):1确定。

3.根据权利要求1所述的钛酸铝陶瓷前体料，其特征在于：步骤（5）所述干燥为喷雾干燥或自然晾干。

4.利用权利要求1~3中任一项所述的钛酸铝陶瓷前体料制造钛酸铝致密陶瓷的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将权利要求1~3中任一项所述的钛酸铝陶瓷前体料制坯，得到生坯体；

（2）将步骤（1）得到的生坯体在100~300℃下干燥2~12h，得到干坯体；

（3）将步骤（2）得到的干坯体进行烧制，烧成制度为：以5-8℃/min的升温速率从室温升温至800℃，在800℃保温2h，再以2-5℃/min的升温速率从800℃升温至1450-1600℃，在1450-1600℃保温4-7 h，然后自然降温至室温，得到钛酸铝致密陶瓷。

5.根据权利要求4所述的钛酸铝陶瓷前体料制造钛酸铝致密陶瓷的方法，其特征在于：所述的制坯，其方法为等静压或模压；制坯方法为等静压时，压力为90~150MPa；制坯方法为模压时，压力为80~120MPa。

6.权利要求4或5所述的方法制备的钛酸铝致密陶瓷，其特征在于，所述钛酸铝致密陶瓷具有如下特性：

（1）显气孔率≤5%；

（2）体积密度≥3.0g/cm3；

（3）常温抗弯强度≥32MPa；

（4）连续循环热震至少20次不裂碎。