CN105272175A - 一种导电陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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翁宇飞
李力南
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Abstract

本发明公开了一种导电陶瓷材料及其制备方法，上述导电陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：三氧化铝65-70份、锂辉石25-30份、铁氧体5-8份、碳化钛2-5份、三氧化二锑2-3份、纳米碳化硅粉末1-2份、聚硅酸铝铁1-2份、碳酸锶0.5-1份、钛酸四丁脂0.5-1份和过硫酸铵0.02-0.8份。本发明还提供了一种导电陶瓷材料的制备方法。

Description

一种导电陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种导电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
导电陶瓷材料是指陶瓷材料中具备离子导电、电子、空穴导电的一种新型功能材料。导电陶瓷集金属电学性能和陶瓷结构特性于一身，具有类似金属导电性，同时又具有陶瓷的结构特征，如化学性质稳定、耐高温、寿命长、抗辐射、耐腐蚀、抗氧化等，可广泛应用于电极、气敏元件、铁电材料、超导材料等领域。
专利导电陶瓷的制造技术（CN03139036.6）中公开了一种导电陶瓷，通过在陶瓷基料中添加非金属导电材料，经高温烧制后得到中间层具有导电层的陶瓷材料，但该材料存在着电阻率不均匀，易吸潮，高温老化速度快的问题。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种导电陶瓷材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种导电陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成：
三氧化铝65-70份，
锂辉石25-30份，
铁氧体5-8份，
碳化钛2-5份，
三氧化二锑2-3份，
纳米碳化硅粉末1-2份，
聚硅酸铝铁1-2份，
碳酸锶0.5-1份，
钛酸四丁脂0.5-1份，
过硫酸铵0.02-0.8份。
所述组分还包括氧化锌0-2重量份。
所述组分还包括色粉0-1重量份。
一种导电陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取三氧化铝65-70重量份、锂辉石25-30重量份、铁氧体5-8重量份、碳化钛2-5重量份、三氧化二锑2-3重量份、纳米碳化硅粉末1-2重量份、聚硅酸铝铁1-2重量份、碳酸锶0.5-1重量份、钛酸四丁脂0.5-1重量份、过硫酸铵0.02-0.8重量份、氧化锌0-2重量份和色粉0-1重量份；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物高温烧结，得到导电陶瓷材料。
步骤（3）中所述高温烧结的温度为800-950℃，烧结时间为3-5小时。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的导电陶瓷材料以三氧化铝为主要原料，通过加入锂辉石、铁氧体、碳化钛、三氧化二锑、纳米碳化硅粉末、聚硅酸铝铁、碳酸锶、钛酸四丁脂、过硫酸铵，制得的导电陶瓷材料具有良好的导电功能，且导电率高，电损耗小。
（2）本发明制得的导电陶瓷材料具有良好的硬度和性能稳定性。
（3）本发明的导电陶瓷材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）称取三氧化铝65kg、锂辉石25kg、铁氧体5kg、碳化钛2kg、三氧化二锑2kg、纳米碳化硅粉末1kg、聚硅酸铝铁1kg、碳酸锶0.5kg、钛酸四丁脂0.5kg、过硫酸铵0.02kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在800℃下高温烧结烧结3小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取三氧化铝65kg、锂辉石25kg、铁氧体5kg、碳化钛2kg、三氧化二锑2kg、纳米碳化硅粉末1kg、聚硅酸铝铁1kg、碳酸锶0.5kg、钛酸四丁脂0.5kg和过硫酸铵0.02kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在800℃下高温烧结烧结3小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取三氧化铝70kg、锂辉石30kg、铁氧体8kg、碳化钛5kg、三氧化二锑3kg、纳米碳化硅粉末2kg、聚硅酸铝铁2kg、碳酸锶1kg、钛酸四丁脂1kg、过硫酸铵0.8kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在950℃下高温烧结烧结5小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取三氧化铝70kg、锂辉石30kg、铁氧体8kg、碳化钛5kg、三氧化二锑3kg、纳米碳化硅粉末1kg、聚硅酸铝铁2kg、碳酸锶1kg、钛酸四丁脂1kg、过硫酸铵0.8kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在950℃下高温烧结烧结5小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取三氧化铝68kg、锂辉石28kg、铁氧体7kg、碳化钛3kg、三氧化二锑2.5kg、纳米碳化硅粉末1.5kg、聚硅酸铝铁1.5kg、碳酸锶0.8kg、钛酸四丁脂0.8kg、过硫酸铵0.4kg、氧化锌1kg和色粉0.5kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在850℃下高温烧结烧结4小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）称取三氧化铝70kg、锂辉石30kg、铁氧体8kg、碳化钛5kg、三氧化二锑3kg、聚硅酸铝铁2kg、碳酸锶1kg、钛酸四丁脂1kg、过硫酸铵0.8kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在950℃下高温烧结烧结5小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）称取三氧化铝70kg、锂辉石30kg、铁氧体8kg、三氧化二锑3kg、纳米碳化硅粉末2kg、聚硅酸铝铁2kg、碳酸锶1kg、钛酸四丁脂1kg、过硫酸铵0.8kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在950℃下高温烧结烧结5小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
（1）称取三氧化铝70kg、锂辉石30kg、铁氧体8kg、碳化钛5kg、三氧化二锑3kg、纳米碳化硅粉末2kg、碳酸锶1kg、钛酸四丁脂1kg、过硫酸铵0.8kg、氧化锌2kg和色粉1kg；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物在950℃下高温烧结烧结5小时，得到导电陶瓷材料。
制得导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
表1
测试项目 电导率(S/m) 断裂韧性MPa﹒(m)1/2
实施例1 3×10-1 1.86
实施例2 4×10-1 1.99
实施例3 1×10-1 2.14
实施例4 2×10-1 2.06
实施例5 2×10-1 2.02
对比例1 4×10-3 0.67
对比例2 3×10-3 0.57
对比例3 5×10-3 0.59
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种导电陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
三氧化铝65-70份，
锂辉石25-30份，
铁氧体5-8份，
碳化钛2-5份，
三氧化二锑2-3份，
纳米碳化硅粉末1-2份，
聚硅酸铝铁1-2份，
碳酸锶0.5-1份，
钛酸四丁脂0.5-1份，
过硫酸铵0.02-0.8份。
2.根据权利要求1所述导电陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括氧化锌0-2重量份。
3.根据权利要求1所述导电陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括色粉0-1重量份。
4.一种导电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）称取三氧化铝65-70重量份、锂辉石25-30重量份、铁氧体5-8重量份、碳化钛2-5重量份、三氧化二锑2-3重量份、纳米碳化硅粉末1-2重量份、聚硅酸铝铁1-2重量份、碳酸锶0.5-1重量份、钛酸四丁脂0.5-1重量份、过硫酸铵0.02-0.8重量份、氧化锌0-2重量份和色粉0-1重量份；
（2）将上述组分用球磨机进行研磨混合，将混合物模压制坯；
（3）将制坯后的混合物高温烧结，得到导电陶瓷材料。
5.根据权利要求4所述的导电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述高温烧结的温度为800-950℃，烧结时间为3-5小时。
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