CN102219517B - 一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺，它涉及无机固体材料的制备工艺及热面点火器领域。它是由碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物按一定配比混合后，采用水基分散方法制备而成；采用先进的无压烧结制备工艺，可以实现批量化生产，生产效率高，成本低；引入分散剂结合搅拌磨混和工艺，以提高多相分散均匀，以解决添加相分布均匀问题，从而提高材料性能。
Description
技术领域：
本发明涉及无机固体材料的制备工艺及热面点火器领域，属于电阻率可调复相陶瓷材料制备工艺，具体涉及一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺。
背景技术：
近年来电子式点火器制造行业在中国发展迅速，它涉及到汽车、各类锅炉、各种燃料加热器以及武器的点头系统等各行各业，但目前大部分是采用电子点火方式。虽然电子点火方法反应快，可以做到小型化而且可靠性高，但由于电子点火工作过程中会产生高频电子干涉对人体有害，而且燃气燃烧不完全，不完全燃烧气体排放会以及部分产品采用含铅的压电陶瓷等，会对环境产生污染。在我国越来越重视环境污染，尤其是世界各国均向低碳经济发展的今天，人们对电磁波对人体干扰、不完全燃烧气体的排放控制越来越严，有害金属元素的排放，迫切需要开发出一种不产生高频电子干涉，燃气燃烧完全而且没有有害物质排放的新型热面点火系统及发热元件，以适应市场需求。
国际上自1975年起发展一种用重结晶碳化硅制备的热面点火器，已扩泛用于点火系统，但由于它的密度低，强度低，使用过程中很容易损坏，而且点火系统的体积较大。1988年又发展出一种小型复合陶瓷热面点火器，它具有均质、致密、强度高等性能。因此，它用于点火器时，启动快，材料抗热冲击性好。它很快进入燃汽加热市场。它主要由碳化硅、二硅化钼、氮化铝，碳化硅、二硅化钼或氮化硅、氧化铝(U.S.Patent No 5045237)，氮化铝、碳化硅、氧化铝、氮化硅、碳化硼(U.S.Patent No3649310)，碳化硅、氮化硅(U.S.PatentNo3890250)，以及自结合碳化硅(U.S.Patent3252827)等组成，它们的制备工艺采用热压工艺或重结晶烧结工艺。
发明内容：
本发明的目的是提供一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺，它采用先进的无压烧结制备工艺，可以实现批量化生产，生产效率高，成本低。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它是由碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物按一定配比混合后，采用水基分散方法制备而成；在水中混合料重量百分含量为40-70％、含聚乙烯亚胺(PEI)或四甲基氢氧化氨(PMAH)分散剂，分散剂重量百分含量为0.1-10.0％。
本发明配方按以下重量百分比组成：碳化物10-90％、硼化物0.1-15％、硅化物0.1-20％、金属氧化物0.1-15％。
所述的碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆等，硼化物为硼化钛，硅化物为二硅化钼、硅化铁，氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化锆、氧化铁等。
所述的碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物的颗粒度分别为0.2-100m，采用辅助搅拌磨的方法混合均匀粉体，所制备的粉体干燥后，可采用干压成型后，用无压烧结法来制备电阻率可调的复相陶瓷。它的电阻率可以从1000-0.1欧姆-厘米调节，最高发热温度达1300-1500℃。
本发明采用复相设计的理论，利用基体相加导电相的原理，调节复相陶瓷的电阻，根据加入导电相的量，使复相陶瓷的电阻率可调。在一定的电压下，使复相陶瓷导电发热。用于新型复合陶瓷热面点火系统。
本发明具有以下有益效果：采用先进的无压烧结制备工艺，可以实现批量化生产，生产效率高，成本低；引入分散剂结合搅拌磨混和工艺，以提高多相分散均匀，以解决添加相分布均匀问题，从而提高材料性能。
具体实施方式：
本具体实施方式采用以下技术方案：它是由碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物按一定配比混合后，采用水基分散方法制备而成；在水中混合料重量百分含量为40-70％、含聚乙烯亚胺(PEI)或四甲基氢氧化氨(PMAH)分散剂，分散剂重量百分含量为0.1-10.0％。
本具体实施方式配方按以下重量百分比组成：碳化物10-90％、硼化物0.1-15％、硅化物0.1-20％、金属氧化物0.1-15％。
所述的碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆等，硼化物为硼化钛，硅化物为二硅化钼、硅化铁，氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化锆、氧化铁等。
所述的碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物的颗粒度分别为0.2-100m，采用辅助搅拌磨的方法混合均匀粉体，所制备的粉体干燥后，可采用干压成型后，用无压烧结法来制备电阻率可调的复相陶瓷。
本具体实施方式采用先进的无压烧结制备工艺，可以实现批量化生产，生产效率高，成本低；引入分散剂结合搅拌磨混和工艺，以提高多相分散均匀，以解决添加相分布均匀问题，从而提高材料性能。
Claims (2)
1.一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺，其特征在于它是由碳化物、硼化物、硅化物和金属氧化物按一定配比混合后，采用水基分散方法制备而成；在水中混合料重量百分含量为40-70％、含聚乙烯亚胺(PEI)或四甲基氢氧化氨(PMAH)分散剂，分散剂重量百分含量为0.1-10.0％。
2.根据权利要求1所述的一种电阻率可调复相陶瓷材料的制备工艺，其特征在于所述的碳化物为碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳化锆，硼化物为硼化钛，硅化物为二硅化钼、硅化铁，氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化锆、氧化铁。
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