CN107963883A - 一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，(1)将烷醇铝Al(OR)3溶于去离子水中，加入水溶性镁盐，得到铝镁醇盐混合溶液；然后将铝镁醇盐混合溶液加入到50～70℃的去离子水形成乳白浆液，再加入酸并充分混合，将混合液静置形成澄清的溶胶；(2)通过喷雾干燥将溶胶转化成凝胶，干燥得到超微细氧化铝原粉；最后将原粉煅烧，得到高纯氧化铝陶瓷粉料。本发明大大降低了成本并且保证了粉料具备稳定而优异的物理化学特性，最终获得的是平均粒度为0.05至0.1微米之间易于烧结的δ氧化铝，适于制成多晶氧化铝电弧管，具有良好的应用前景。

Description

一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法
技术领域
本发明属于氧化铝陶瓷领域，特别涉及一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法。
背景技术
目前适用于制备高精尖领域用高纯陶瓷部件的高纯氧化铝粉料制备过程非常复杂，每一步都需要非常严格的把控才能有效确保最终的纯度与物理化学性能，因此造成制备的过程管控成本非常高，从而导致粉体价格昂贵。同时，复杂的过程导致了影响最终粉料质量的不确定性增加，从而不能严格保证最终产品的质量，从而影响最终先进陶瓷部件的综合表现与性能。随着产品销量的增加以及对稳定的产品性能的要求，急需要一种更为经济的高纯氧化铝陶瓷粉料制备方法。
此种氧化铝陶瓷粉料适于等静压成型技术并容易制成密度接近理论值的管状产品。目前高压钠灯市场非常大，并且持续快速增长。这种灯使用烧结多晶氧化铝电弧管，因为大多数其他材料被高温钠迅速侵蚀。这些电弧管通过首先等静压细氧化铝粉末而制备，然后在非常高的温度下将压制成型体烧结到密度接近理论值的密度。因此，管状高纯氧化铝产品的需求量在持续增加，特别是高温生产环境中的材料检测与管控过程，不仅产品需求量大，而且更是对该类产品的热稳定性与抗腐蚀性能都提出了极高的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，该方法大大降低了成本并且保证了粉料具备稳定而优异的物理化学特性，最终获得的是平均粒度为0.05至0.1微米之间易于烧结的δ氧化铝，适于制成多晶氧化铝电弧管，具有良好的应用前景。
本发明的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，包括：
(1)将烷醇铝Al(OR)3溶于去离子水中，加入水溶性镁盐，得到铝镁醇盐混合溶液；然后将铝镁醇盐混合溶液加入到50～70℃的去离子水中形成乳白浆液，再加入酸并充分混合，将混合液静置形成澄清的溶胶；其中，R为1-6个碳原子；Al与Mg的原子比为100:0.1～100:0.2；
(2)通过喷雾干燥将步骤(1)中的溶胶转化成凝胶，干燥得到超微细氧化铝原粉；最后将原粉煅烧，得到高纯氧化铝陶瓷粉料。
所述步骤(1)中的烷醇铝Al(OR)3为Al(OC4H9)3。
所述步骤(1)中的水溶性镁盐加热时分解成氧化镁或烷醇镁Mg(OR)2；其中，R为1-6个碳原子。如Mg(OC2H5)2。
所述步骤(1)中的酸为硝酸。
所述步骤(1)中的静置时间为22h～25h。
所述步骤(2)中的干燥温度为120-150℃。
所述步骤(2)中的原粉粒径为90～120目。
所述步骤(2)中的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间不超过2个半小时。煅烧温度需严格控制，确保造粒料的孔隙不会过多或者过少，从而影响最终产品性能。
所述步骤(2)中的高纯氧化铝陶瓷粉料的平均粒度为0.05至0.1微米。
有益效果
本发明大大降低了成本并且保证了粉料具备稳定而优异的物理化学特性，最终获得的是平均粒度为0.05至0.1微米之间易于烧结的δ氧化铝，适于制成多晶氧化铝电弧管，同时因为最终烧成的氧化铝晶粒非常微细，可以更广泛的应用在超微细精加工工具，喷嘴，超薄绝缘片，精密光学部件等诸多高精尖领域，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)将丁醇铝Al(OC4H9)3溶于去离子水中，加入水溶性镁盐(形成乙醇镁Mg(OC2H5)2)，得到铝镁醇盐混合溶液；然后将铝镁醇盐混合溶液缓慢加入到50～70℃的去离子水中(完全水解存在的醇盐)形成乳白浆液，再加入酸并充分混合，将混合液静置22h形成澄清的溶胶；其中，Al与Mg的原子比为100:0.1；
(2)通过喷雾干燥将步骤(1)中的溶胶转化成凝胶，120℃干燥得到90目超微细氧化铝原粉；最后将原粉700℃煅烧2h，得到高纯氧化铝陶瓷粉料。
得到的高纯氧化铝陶瓷粉料为平均粒度为0.05至0.1微米易于烧结的δ氧化铝。
实施例2
(1)将丁醇铝Al(OC4H9)3溶于去离子水中，加入水溶性镁盐(形成乙醇镁Mg(OC2H5)2)，得到铝镁醇盐混合溶液；然后将铝镁醇盐混合溶液缓慢加入到50～70℃的去离子水中(完全水解存在的醇盐)形成乳白浆液，再加入酸并充分混合，将混合液静置24h形成澄清的溶胶；其中，Al与Mg的原子比为100:0.2；
(2)通过喷雾干燥将步骤(1)中的溶胶转化成凝胶，150℃干燥得到120目超微细氧化铝原粉；最后将原粉900℃煅烧1h，得到高纯氧化铝陶瓷粉料。
得到的高纯氧化铝陶瓷粉料为平均粒度为0.05至0.1微米易于烧结的δ氧化铝。

Claims (8)

1.一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，包括：
(1)将烷醇铝Al(OR)3溶于去离子水中，加入水溶性镁盐，得到铝镁醇盐混合溶液；然后将铝镁醇盐混合溶液加入到50～70℃的去离子水中形成乳白浆液，再加入酸并充分混合，将混合液静置形成澄清的溶胶；其中，R为1-6个碳原子；Al与Mg的原子比为100:0.1～100:0.2；
(2)通过喷雾干燥将步骤(1)中的溶胶转化成凝胶，干燥得到超微细氧化铝原粉；最后将原粉煅烧，得到高纯氧化铝陶瓷粉料。
2.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的水溶性镁盐加热时分解成氧化镁或烷醇镁Mg(OR)2；其中，R为1-6个碳原子。
3.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的酸为硝酸。
4.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的静置时间为22h～25h。
5.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的干燥温度为120-150℃。
6.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的原粉粒径为90～120目。
7.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的煅烧温度为700～900℃，煅烧时间不超过2个半小时。
8.根据权利要求1所述的一种高纯氧化铝陶瓷粉料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的高纯氧化铝陶瓷粉料的平均粒度为0.05至0.1微米。
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