CN108083665A - 一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法 - Google Patents

一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法 Download PDF

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丁军
余超
祝洪喜
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Abstract

本发明公开了一种磷酸二氢铝‑硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法，步骤如下：将25～30重量份的ρ‑Al2O3粉、10～15重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、10～15重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、20～25重量份硅微粉、8～13重量份的磷酸二氢铝、8～13重量份的氧化镁和15～20重量份的水于搅拌机中混合均匀，即得磷酸二氢铝‑硅微粉复合高温粘结剂。本发明克服了现有高温粘结剂粘结强度低、使用温度范围有限、固化温度高等问题，具有成本低、工艺简单、固化温度低和高温下强度好的特点。

Description

一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法
技术领域
本发明属于无机高温粘结剂技术领域，具体涉及一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
背景技术
随着航空航天、电子和机械制造工业等领域的迅猛发展，人们对耐高温材料的需求越来越大、性能要求越来越高，而耐高温材料部件的连接是提高材料整体使用性能要解决的一个重要问题。连接技术包含粘结、焊接和机械连接三大连接技术。其中，高温粘结剂已被广泛作为连接高温材料部件的重要手段之一。粘结技术的使用，可提高材料粘结界面的整体承载负荷，使材料的承载能力和使用寿命大大提高。
高温粘结剂一般分为有机高温粘结剂和无机高温粘结剂。由于有机高温粘结剂在高温下使用易热解，且存在成本高和毒性大等问题，其使用范围受到很大限制。无机高温粘结剂具有高温稳定性好、原料丰富和成本低等优点。在高温环境中多采用无机高温粘结剂，但无机高温粘结剂存在固化温度高、粘结强度低等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种成本低、工艺简单、可室温固化、耐高温的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂及其制备方法，用该方法制备的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂具有可室温固化、高温下强度好的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂制备方法，步骤如下：将25～30 重量份的ρ-Al2O3粉、10～15 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、10～15 重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、20～25重量份硅微粉、8～13重量份的磷酸二氢铝、8～13重量份的氧化镁和15～20重量份的水于搅拌机中混合均匀，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
所述ρ-Al2O3粉的纯度≥99.0%。
所述0.2～0.6 mm和0.5～1.0 mm板状刚玉的纯度均≥99.0 %。
所述硅微粉的纯度≥99.0%。
所述磷酸二氢铝为液体磷酸二氢铝，其含量为33.0%。
所述氧化镁的纯度为93.0～95.0%。
所述的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法所制备的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
本发明的有益效果：本发明采用ρ-Al2O3粉、不同粒径板状刚玉、硅微粉、磷酸二氢铝和氧化镁为原料，并加入水混合均匀，即可得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。所用原料为无机非金属材料，原料丰富、经济环保，原料均可市购；工艺简单、生产周期短、施工方便；磷酸二氢铝作为结合剂；因磷酸二氢铝粘结剂室温下难固化，加入氧化镁作为固化剂可使粘结剂低温固化，缩短固化时间（8～13重量份的氧化镁作为固化剂加入，可一天固化；未加入氧化镁，粘结剂固化时间长达4天）；氧化铝、二氧化硅和氧化镁会在高温下原位生成莫来石-堇青石复合相，因堇青石-莫来石复合材料具有低的热膨胀系数、抗热震性好和高温稳定性好，有利于提高粘结剂的使用寿命；在1500 ℃下，其杨氏模量、抗折强度、耐压强度和剪切强度分别为19.32 GPa、9.46 Mpa、15.60 Mpa和2.72 Mpa。
附图说明
图1为本发明制备的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的XRD图；
图2为图1所示的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。
本具体实施方式中：
所述ρ-Al2O3粉的纯度≥99.0%。
所述0.2～0.6 mm和0.5～1.0 mm板状刚玉的纯度均≥99.0%。
所述硅微粉的纯度≥99.0%。
所述磷酸二氢铝为液体磷酸二氢铝的含量为33.0%。
所述氧化镁的纯度为93.0～95.0%。
实施例中不再赘述。
实施例1
一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将25～28 重量份的ρ-Al2O3粉、12～15 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、12～15 重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、22～25 重量份硅微粉、8～11 重量份的磷酸二氢铝、8～11 重量份的氧化镁和外加15～20 重量份的水于搅拌机中混合15～20 min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
将本实施例制备的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂在1300 ℃~1600 ℃烧成后，测试粘结剂的杨氏模量、抗折强度、耐压强度和剪切强度，如下表所示：
。
实施例2
一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将26～29 重量份的ρ-Al2O3粉、10～13 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、10～13 重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、21～24 重量份硅微粉、10～13重量份的磷酸二氢铝、10～13重量份的氧化镁和外加15～20 重量份的水于搅拌机中混合15～20 min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例3
一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将27～30 重量份的ρ-Al2O3粉、11～14 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、11～14 重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、20～23 重量份硅微粉、9～12重量份的磷酸二氢铝、9～12重量份的氧化镁和外加15～20重量份的水于搅拌机中混合15～20 min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例4
本实施例的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将25重量份的ρ-Al2O3粉、15重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、10重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、25重量份硅微粉、8重量份的磷酸二氢铝、13重量份的氧化镁和15重量份的水于搅拌机中混合20 min至均匀，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例5
本实施例的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将30 重量份的ρ-Al2O3粉、10 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、15 重量份的0.5～1.0mm板状刚玉、20重量份硅微粉、13重量份的磷酸二氢铝、8重量份的氧化镁和20重量份的水于搅拌机中混合15min至均匀，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例6
本实施例的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将26重量份的ρ-Al2O3粉、14重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、13重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、24重量份硅微粉、9重量份的磷酸二氢铝、12重量份的氧化镁和外加18重量份的水于搅拌机中混合16 min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例7
本实施例的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将27重量份的ρ-Al2O3粉、13重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、14重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、23重量份硅微粉、10重量份的磷酸二氢铝、9重量份的氧化镁和外加16重量份的水于搅拌机中混合18min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
实施例8
本实施例的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，步骤如下：
将28重量份的ρ-Al2O3粉、12重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、12重量份的0.5～1.0 mm板状刚玉、21重量份硅微粉、12重量份的磷酸二氢铝、10重量份的氧化镁和外加19重量份的水于搅拌机中混合20 min，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂制备方法，其特征在于步骤如下：将25～30重量份的ρ-Al2O3粉、10～15 重量份的0.2～0.6 mm板状刚玉、10～15 重量份的0.5～1.0mm板状刚玉、20～25重量份硅微粉、8～13重量份的磷酸二氢铝、8～13重量份的氧化镁和15～20重量份的水于搅拌机中混合均匀，即得磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
2.根据权利要求1所述的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述ρ-Al2O3粉的纯度≥99.0%。
3.根据权利要求1所述磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述0.2～0.6 mm和0.5～1.0 mm板状刚玉的纯度均≥99.0 %。
4.根据权利要求1所述磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述硅微粉的纯度≥99.0%。
5.根据权利要求1所述磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述磷酸二氢铝为液体磷酸二氢铝，其含量为33.0%。
6.根据权利要求1所述磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法，其特征在于：所述氧化镁的纯度为93.0～95.0%。
7.根据权利要求1~6中任一所述的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂的制备方法所制备的磷酸二氢铝-硅微粉复合高温粘结剂。
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