CN101391885B

CN101391885B - 95%低温Al2O3瓷粉

Info

Publication number: CN101391885B
Application number: CN200810050005XA
Authority: CN
Inventors: 黄超; 张莎莎; 朱宁宁
Original assignee: 黄超
Current assignee: HENAN JIYUAN BROTHER MATERIAL CO., LTD.
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: CN101391885A

Abstract

本发明提供一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 94％～96％，膨润土或苏州土2％～4％，CaCO₃ 1％～2％，MgCO₃ 0.2％～1％，MgTiO₃ 0.1％～0.3％、SrZrO₃ 0.2％～0.5％；所述α-Al₂O₃纯度≥99.7％，其平均粒径2～5μm；采用本发明所述的95％低温Al₂O₃瓷粉可降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度，还可提高Al₂O₃陶瓷的烧成密度，且有利于节能减排。

Description

95%低温Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>瓷粉

技术领域

本发明涉及一种Al₂O₃陶瓷的烧结原料，具体地说，涉及了一种95％低温Al₂O₃瓷粉。

背景技术

Al₂O₃陶瓷是氧化物中化学性质最稳定、机械强度最高的一种新型材料，其优点是：具备优异的高温机械性能，耐化学腐蚀，耐高温氧化，耐磨损，比重小(约为金属的1/3)；因而，Al₂O₃陶瓷在许多场合逐渐取代昂贵的超高合金钢，或被应用到金属材料根本无法胜任的场合，如发动机气缸套、轴瓦、密封圈、纺织耐磨零件、陶瓷切削刀具等；另外，Al₂O₃陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗等优点，因而，在电子、电器方面也有十分广阔的应用领域，如今，Al₂O₃陶瓷已广泛用于电子、电器、机械、化工、纺织、冶金、医疗和航空航天等行业中。

由于Al₂O₃熔点高达2050℃，导致Al₂O₃陶瓷的烧结温度普遍较高，因此，如何能够在不影响陶瓷性能的前提下，降低Al₂O₃ 陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短其烧成周期，减少窑炉和窑具损耗，从而达到降低生产成本，对大部分陶瓷厂家来说是急需解决的问题。

树立科学发展观，节能减排、降低能耗，建设节约型社会是十七大提出的新要求，目前国内电力、钢铁、冶炼行业等都在淘汰落后设备和工艺，推进技术进步，节能减排的步伐越走越快；Al₂O₃陶瓷行业同样存在着技术工艺落后、能源消耗高而经济效益低的问题，急需解决陶瓷生产工艺、降低成瓷温度，获得高性能瓷体，就要首先从原材料抓起，制造新型的合成陶瓷材料。

针对这些问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种可降低Al₂O₃陶瓷烧结温度、可提高Al₂O₃陶瓷烧成密度、利于节能减排的95％低温Al₂O₃瓷粉。

为了实现上述目的，本发明提供一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 94％～96％，膨润土或苏州土2％～4％，CaCO₃ 1％～2％，MgCO₃ 0.2％～1％，MgTiO₃ 0.1％～0.3％、SrZrO₃ 0.2％～0.5％。

基于上述，一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 95％，膨润土或苏州土2.46％，CaCO₃ 1.74％，MgCO₃ 0.3％，MgTiO₃ 0.15％、SrZrO₃ 0.35％。

基于上述，所述α-Al₂O₃纯度≥99.7％，其平均粒径2～5μm。

本发明所述95％低温Al₂O₃瓷粉是在综合业内先进配方的基础上并经过反复实验而配制成，其相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体的说，该95％低温Al₂O₃瓷粉有以下优点：

1、采用封闭式陶瓷球磨机混合研磨，可为陶瓷厂家取消复杂的配料过程；

2、该产品适合不同工艺，用于热压铸工艺可直接和蜡使用，用于等静压工艺可直接喷雾造粒；

3、其烧成温度与同类成瓷材料相比，可降低100℃～150℃，能明显为陶瓷生产厂家减少生产过程中的各项耗能，延长窑炉窑具的使用寿命，为陶瓷生产厂家降低生产成本；

4、与同类成瓷材料相比，各项性能指标均高于相应瓷种的国家标准。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 95％，膨润土或苏州土2.46％，CaCO₃ 1.74％，MgCO₃ 0.3％，MgTiO₃ 0.15％、SrZrO₃ 0.35％。

基于上述，所述α-Al₂O₃纯度≥99.7％，其平均粒径2～5μm，原始晶粒大小均匀，合理积配。

在α-Al₂O₃球磨时加入Mg、Ca的碳酸盐；

在保证α-Al₂O₃含量的情况下，应控制组分中的SiO₂/CaO处于0.6～1.6之间，MgO含量不超过助熔剂类氧化物含量的1/3，Mg作为晶粒生长抑制剂，对促进烧结致密化有很大的作用，是必加元素；

当Ca∶Si＝1∶1.6时，Al₂O₃陶瓷在低温下就可烧结而成，这是由于生成了Ca-Al-Si三元系玻璃相(液相)，离子在液相中扩散阻力小，从而降低了烧结温度。

其中，MgTiO₃、SrZrO₃复合形氧化物作为特殊形态助熔剂可降低陶瓷烧成温度，在烧制过程中，其与Al₂O₃形成的晶体结构为六方紧密堆积排列，使Al₂O₃晶体稳定、致密。

以α-Al₂O₃为原料，根据Al₂O₃陶瓷所具有的耐磨、耐腐蚀等特性，添加相关的特殊形态助熔剂和辅助材料，通过封闭式陶瓷球磨机研磨、混合，并控制Al₂O₃含量及合成温度，进而得到一种烧成温度低、烧成密度高的合成低温Al₂O₃瓷粉。

实施例2

本实施例与实施例1的主要区别在于：一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 94％，膨润土或苏州土3.5％，CaCO₃ 1.5％，MgCO₃ 0.5％，MgTiO₃ 0.2％、SrZrO₃ 0.3％。

实施例3

本实施例与实施例1的主要区别在于：一种95％低温Al₂O₃瓷粉，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 96％，膨润土或苏州土2.2％，CaCO₃ 1.1％，MgCO₃ 0.3％，MgTiO₃ 0.15％、SrZrO₃ 0.25％。

为了实现Al₂O₃陶瓷的低温烧结技术，本发明提供了一种可在低温条件下烧结的Al₂O₃瓷粉，其技术方案归纳起来，通过以下三方面实现：

1、原料加工：在Al₂O₃陶瓷低温烧结技术中，通过提高Al₂O₃原料粉体的细度与活性，可达到降低Al₂O₃陶瓷的烧成温度；因而，应选用纯度高、活性好、易烧结的Al₂O₃粉体作原料，即Al₂O₃粉体的颗粒越细越好，活性程度越高越好，如此，瓷体就越容易烧结，烧结温度也就越低；

因此，采用机械球磨法进行研磨，并在球磨机内内衬氧化铝瓷砖，确保球磨过程中不掺入其它杂质。

2、配方组成：Al₂O₃陶瓷的烧结温度主要由Al₂O₃的含量决定，Al₂O₃含量越高，Al₂O₃陶瓷的烧结温度越高；

除此之外，还与瓷粉的组成配比以及添加物种类有关，在Al₂O₃含量相当时，采用CaO-MgO-AL₂O₃-SiO₂四元系，通过一定的组成，使其具有较低的烧结温度和良好的性能；

同时，在组成中引入少量的稀有氧化物，进一步降低烧结温度，并改善瓷件的微观组织结构和其性能；

在保证陶瓷质量、满足产品使用目的和技术要求的前提下通过配方组成，选择合理的瓷料，加入适当的助烧添加剂，从而降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度。

3、烧结工艺：目前，也可通过特殊烧成工艺降低瓷件烧结温度，而采用本发明所述的低温Al₂O₃瓷粉，可在常压下、普通烧结气氛中完成；在生产实践中，为获得最佳综合效益，可与一些低温烧结技术相结合，以得到更好的经济效益。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种95％低温Al₂O₃瓷粉，其特征在于，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 94％～96％，膨润土或苏州土2％～4％，CaCO₃ 1％～2％，MgCO₃ 0.2％～1％，MgTiO₃ 0.1％～0.3％、SrZrO₃ 0.2％～0.5％。

2.根据权利要求1所述的95％低温Al₂O₃瓷粉，其特征在于，按重量百分比计，该瓷粉由以下组分组成：α-Al₂O₃ 95％，膨润土或苏州土2.46％，CaCO₃ 1.74％，MgCO₃ 0.3％，MgTiO₃ 0.15％、SrZrO₃ 0.35％。

3.根据权利要求1或2所述的95％低温Al₂O₃瓷粉，其特征在于：所述α-Al₂O₃纯度≥99.7％，其平均粒径2～5μm。