CN107857597A - 一种先进结构陶瓷的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种先进结构陶瓷的制备方法，涉及材料制备技术领域，包括以下步骤:首先制备出陶瓷粉体，对陶瓷粉体进行混合；对混合之后的陶瓷粉体加入塑化剂进行塑化；对塑化后的陶瓷粉体进行造粒；将陶瓷粉体进行成型，得到陶瓷坯体；对陶瓷坯体进行烧结。本发明可以使得先进结构陶瓷制备时间缩短，同时也减小了其内部的气孔和微裂纹，结构更加均匀。

Description

一种先进结构陶瓷的制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种先进结构陶瓷的制备方法。
背景技术
结构陶瓷是具有耐高温、耐冲刷、耐腐蚀、高硬度、高强度、低蠕变速率等优异力学、热学、化学性能，常用于各种结构部件的先进陶瓷，因此，在非常严苛的环境或工程应用条件下，所展现的高稳定性与优异的机械性能，在材料工业上已倍受瞩目，其使用范围亦日渐扩大。
先进陶瓷的制备一般都要经过配料、成型和烧结三道工序，但是先进结构陶瓷材料也具有其内部缺陷，包括气孔、微裂纹、内应力、显微结构与化学成分的不均匀性等造成材料强度等性能的波动而且先进结构陶瓷加工成本过高，其高强度、高硬度、高耐磨性等优异的力学性能大大提高了加工难度，同时也容易在加工的过程中引入新的缺陷。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种先进结构陶瓷的制备方法。
本发明采用如下技术方案：
一种先进结构陶瓷的制备方法，包括以下步骤:
S1、首先制备出陶瓷粉体，对陶瓷粉体进行混合；
S2、对混合之后的陶瓷粉体加入塑化剂进行塑化；
S3、对塑化后的陶瓷粉体进行造粒；
S4、将陶瓷粉体进行成型，得到陶瓷坯体；
S5、对陶瓷坯体进行烧结。
优选的，所述步骤S2中的塑化剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素或乙基纤维素。
优选的，所述步骤S3中采用的造粒方法为喷雾造粒法，可以得到很细的原料粉体，有利于高温烧结，可降低烧结温度。
优选的，所述步骤S4中采用热压铸成型的方法对陶瓷粉体进行注浆成型，热压铸成型工艺具有模具寿命长、生产效率高、尺寸精度高以及适合复杂形状制品的优点，所述热压铸成型的方法包括以下步骤:
S4.1、首先将石蜡按配比称取一定的量后加热熔化为蜡液，同时将称好的粉料在烘干箱内烘干，使含水率不大于2％，含水率大于1％时，水分会阻碍粉料与石蜡完全浸润，黏度增大，难以成型。
S4.2、将配制好的料浆放置在热压铸机内，加热至一定温度，熔化的蜡浆在压缩空气的驱动下通过供料管进入模具，待冷却后脱模得到坯体，对坯体还可以进行后处理，如打孔、车削、粘接等。
S4.3、对坯体进行排蜡处理，将坯体埋入疏松的吸附剂中，在温度继续升高时，石蜡挥发燃烧完全，由于热压铸得到的坯体中含蜡量高，石蜡在高温的软化会引起坯体的变形，石蜡的流动与挥发又将使得坯体失去固有的形状，因此必须在低于烧结温度时将石蜡排除。
优选的，所述步骤S4.1的石蜡配比为10-15％。
优选的，所述步骤S4.1在制备蜡液时候添加少量表面活性剂，一方面可以改善粉料与石蜡之间的吸附，保证料浆长期加热后的稳定性；另一方面降低粉料与石蜡界面上的表面能，减小分子间的作用力，提高料浆的流动性，并减少石蜡用量。
优选的，所述表面活性剂为油酸、硬脂酸或蜂蜡。
优选的，所述步骤S4.2中蜡浆的温度为50-70℃，模具的温度为15-30℃。
优选的，所述步骤S4.3中的吸附剂为煅烧后的滑石粉或石英粉。
优选的，所述步骤S5中烧结的方法为放电等离子烧结法，放电等离子烧结由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减慢了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。
本发明具有以下有益效果:本发明可以使得先进结构陶瓷制备时间缩短，同时也减小了其内部的气孔和微裂纹，结构更加均匀。
具体实施方式
本发明的一种先进结构陶瓷的制备方法，包括以下步骤:
S1、首先制备出陶瓷粉体，对陶瓷粉体进行混合；
S2、对混合之后的陶瓷粉体加入塑化剂进行塑化；
S3、对塑化后的陶瓷粉体进行造粒；
S4、将陶瓷粉体进行成型，得到陶瓷坯体；
S5、对陶瓷坯体进行烧结。
所述步骤S2中的塑化剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素或乙基纤维素。
所述步骤S3中采用的造粒方法为喷雾造粒法，可以得到很细的原料粉体，有利于高温烧结，可降低烧结温度。
所述步骤S4中采用热压铸成型的方法对陶瓷粉体进行注浆成型，热压铸成型工艺具有模具寿命长、生产效率高、尺寸精度高以及适合复杂形状制品的优点，所述热压铸成型的方法包括以下步骤:
S4.1、首先将石蜡按配比称取一定的量后加热熔化为蜡液，同时将称好的粉料在烘干箱内烘干，使含水率不大于2％，含水率大于1％时，水分会阻碍粉料与石蜡完全浸润，黏度增大，难以成型。
S4.2、将配制好的料浆放置在热压铸机内，加热至一定温度，熔化的蜡浆在压缩空气的驱动下通过供料管进入模具，待冷却后脱模得到坯体，对坯体还可以进行后处理，如打孔、车削、粘接等。
S4.3、对坯体进行排蜡处理，将坯体埋入疏松的吸附剂中，在温度继续升高时，石蜡挥发燃烧完全，由于热压铸得到的坯体中含蜡量高，石蜡在高温的软化会引起坯体的变形，石蜡的流动与挥发又将使得坯体失去固有的形状，因此必须在低于烧结温度时将石蜡排除。
所述步骤S4.1的石蜡配比为10-15％。
所述步骤S4.1在制备蜡液时候添加少量表面活性剂，一方面可以改善粉料与石蜡之间的吸附，保证料浆长期加热后的稳定性；另一方面降低粉料与石蜡界面上的表面能，减小分子间的作用力，提高料浆的流动性，并减少石蜡用量。
所述表面活性剂为油酸、硬脂酸或蜂蜡。
所述步骤S4.2中蜡浆的温度为50-70℃，模具的温度为15-30℃。
所述步骤S4.3中的吸附剂为煅烧后的滑石粉或石英粉。
所述步骤S5中烧结的方法为放电等离子烧结法，放电等离子烧结由于升温、降温速率快，保温时间短，使烧结过程快速跳过表面扩散阶段，减慢了颗粒的生长，同时也缩短了制备周期，节约了能源。
本发明可以使得先进结构陶瓷制备时间缩短，同时也减小了其内部的气孔和微裂纹，结构更加均匀。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,包括以下步骤:
S1、首先制备出陶瓷粉体，对陶瓷粉体进行混合；
S2、对混合之后的陶瓷粉体加入塑化剂进行塑化；
S3、对塑化后的陶瓷粉体进行造粒；
S4、将陶瓷粉体进行成型，得到陶瓷坯体；
S5、对陶瓷坯体进行烧结。
2.根据权利要求1所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S2中的塑化剂为甲基纤维素、羧甲基纤维素或乙基纤维素。
3.根据权利要求1所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S3中采用的造粒方法为喷雾造粒法。
4.根据权利要求1所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S4中采用热压铸成型的方法对陶瓷粉体进行注浆成型，所述热压铸成型的方法包括以下步骤:
S4.1、首先将石蜡按配比称取一定的量后加热熔化为蜡液，同时将称好的粉料在烘干箱内烘干，使含水率不大于2％。
S4.2、将配制好的料浆放置在热压铸机内，加热至一定温度，熔化的蜡浆在压缩空气的驱动下通过供料管进入模具，待冷却后脱模得到坯体。
S4.3、对坯体进行排蜡处理。
5.根据权利要求4所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S4.1的石蜡配比为10-15％。
6.根据权利要求4所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S4.1在制备蜡液时候添加少量表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述表面活性剂为油酸、硬脂酸或蜂蜡。
8.根据权利要求4所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S4.2中蜡浆的温度为50-70℃，模具的温度为15-30℃。
9.根据权利要求4所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S4.3中的吸附剂为煅烧后的滑石粉或石英粉。
10.根据权利要求1所述的一种先进结构陶瓷的制备方法，其特征在于,所述步骤S5中烧结的方法为放电等离子烧结法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112851321A (zh) * 2021-01-27 2021-05-28 深圳陶陶科技有限公司 一种滑石瓷材料及其制备方法
CN113173782A (zh) * 2021-04-23 2021-07-27 深圳市基克纳科技有限公司 一种组合物及含有梯度分布微孔的多孔陶瓷雾化芯

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