CN108752015A - 一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，包括以下原料及重量分数：氧化锆6‑18份,氧化钛3‑10份,氮化硅1‑3份,氟化钙2‑7份,氧化锌4‑15份,氧化镁2.5‑8份,三氧化二镧1.5‑6份,氧化钐1.2‑3.5份,氧化铍4‑11份,二甲基甲酰胺1.5‑2.5份,二甲基亚砜3‑7份,脂肪酸聚氧乙烯酯4‑9份,三氧化二铝8‑25份。本发明制作的烧结助剂，涂抹在陶瓷外部能实现均匀分散，同时烧结过程中，避免了局部过烧的问题，通过小剂量烧结助剂的添加便有效提高了其助烧结作用，缩减了加工陶瓷的加热工序时间，节约了部分加热能源，整体加工方法简单，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及烧结助剂加工技术领域，尤其是一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法。
背景技术
传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。
新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性。在热和机械性能方面，有耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；在化学方面有催化、耐腐蚀、吸附等功能；在生物方面，具有一定生物相容性能，可作为生物结构材料等。但也有它的缺点，如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。
陶瓷材料在进行加工的过程中，烧结这个环节十分重要，火候的把握直接影响陶瓷材料的质量，传统的烧结通过火、电阻加热等方式，并未加设任何助剂，导致烧结耗能较大，加工效率较慢，针对这些问题，在这里我们提出一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法。
发明内容
本发明针对现有的杀虫剂配方等技术上的不足，提供了一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法。
本发明为解决上述技术不足，采用改性的技术方案，一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，包括以下原料及重量分数：氧化锆6-18份,氧化钛3-10份,氮化硅1-3份,氟化钙2-7份,氧化锌4-15份,氧化镁2.5-8份,三氧化二镧1.5-6份,氧化钐1.2-3.5份,氧化铍4-11份,二甲基甲酰胺1.5-2.5份,二甲基亚砜3-7份,脂肪酸聚氧乙烯酯4-9份,三氧化二铝8-25份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括以下原料及重量分数：氧化锆18份,氧化钛10份,氮化硅3份,氟化钙7份,氧化锌15份,氧化镁8份,三氧化二镧6份,氧化钐3.5份,氧化铍11份,二甲基甲酰胺2.5份,二甲基亚砜7份,脂肪酸聚氧乙烯酯9份,三氧化二铝25份。
作为本发明的进一步优选方式，还包括以下原料及重量分数：氧化锆6份,氧化钛3份,氮化硅1份,氟化钙2份,氧化锌4份,氧化镁2.5份,三氧化二镧1.5份,氧化钐1.2份,氧化铍4份,二甲基甲酰胺1.5份,二甲基亚砜3份,脂肪酸聚氧乙烯酯4份,三氧化二铝8份。
作为本发明的进一步优选方式，制作工艺步骤如下：
S1，将氧化锆,氧化钛,氮化硅,氟化钙,氧化锌,氧化镁,三氧化二镧,氧化钐,氧化铍和三氧化二铝充分研磨成粉状，粒度控制在5-50μm，然后合于二甲基亚砜中，回流反应后旋蒸除去溶剂，得到混合固体；
S2,将上述的材料整体加入密封容器中，并加入浓度为75％的乙醇溶液进行充分的混合，并对溶液进行充分的蒸馏，使密封容器中溶液总体积缩减三分之一，蒸馏后的水溶液另用容器进行储存；
S3，将二甲基甲酰胺,脂肪酸聚氧乙烯酯进行缓慢的步骤S2容器中，使其进行充分的溶入，静置时间在1.2-2h，保持60-85℃；
S4，将混合液转入搅拌器中，连接氩气保护，升温至60-75℃并以450-500转/分搅拌30-40分钟，搅拌完毕后将所得产物用弱碱和清水交替清洗，直至pH为7，再送入干燥箱中进行烘干，研磨后得到改性助剂颗粒；
S5，加工好的改性助剂颗粒，充分溶入浓度为45％四氯化钛溶液中，进行充分的搅拌混合，控制温度在70-120℃持续加热，时间控制在30-45min，加热完成后静置至常温，烧结助剂。
作为本发明的进一步优选方式，所述碳化硅的纯度为85～99.9wt％。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，注入的氩气的流速控制在10ml/min。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S5中，在配液的过程中，进行混合搅拌，搅拌的转速控制在120-220r/min。
本发明制作的烧结助剂，涂抹在陶瓷外部能实现均匀分散，同时烧结过程中，避免了局部过烧的问题，通过小剂量烧结助剂的添加便有效提高了其助烧结作用，缩减了加工陶瓷的加热工序时间，节约了部分加热能源，整体加工方法简单，值得推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，包括以下原料及重量分数：氧化锆6-18份,氧化钛3-10份,氮化硅1-3份,氟化钙2-7份,氧化锌4-15份,氧化镁2.5-8份,三氧化二镧1.5-6份,氧化钐1.2-3.5份,氧化铍4-11份,二甲基甲酰胺1.5-2.5份,二甲基亚砜3-7份,脂肪酸聚氧乙烯酯4-9份,三氧化二铝8-25份。
还包括以下原料及重量分数：氧化锆18份,氧化钛10份,氮化硅3份,氟化钙7份,氧化锌15份,氧化镁8份,三氧化二镧6份,氧化钐3.5份,氧化铍11份,二甲基甲酰胺2.5份,二甲基亚砜7份,脂肪酸聚氧乙烯酯9份,三氧化二铝25份。
还包括以下原料及重量分数：氧化锆6份,氧化钛3份,氮化硅1份,氟化钙2份,氧化锌4份,氧化镁2.5份,三氧化二镧1.5份,氧化钐1.2份,氧化铍4份,二甲基甲酰胺1.5份,二甲基亚砜3份,脂肪酸聚氧乙烯酯4份,三氧化二铝8份。
制作工艺步骤如下：
S1，将氧化锆,氧化钛,氮化硅,氟化钙,氧化锌,氧化镁,三氧化二镧,氧化钐,氧化铍和三氧化二铝充分研磨成粉状，粒度控制在5-50μm，然后合于二甲基亚砜中，回流反应后旋蒸除去溶剂，得到混合固体；
S2,将上述的材料整体加入密封容器中，并加入浓度为75％的乙醇溶液进行充分的混合，并对溶液进行充分的蒸馏，使密封容器中溶液总体积缩减三分之一，蒸馏后的水溶液另用容器进行储存；
S3，将二甲基甲酰胺,脂肪酸聚氧乙烯酯进行缓慢的步骤S2容器中，使其进行充分的溶入，静置时间在1.2-2h，保持60-85℃；
S4，将混合液转入搅拌器中，连接氩气保护，升温至60-75℃并以450-500转/分搅拌30-40分钟，搅拌完毕后将所得产物用弱碱和清水交替清洗，直至pH为7，再送入干燥箱中进行烘干，研磨后得到改性助剂颗粒；
S5，加工好的改性助剂颗粒，充分溶入浓度为45％四氯化钛溶液中，进行充分的搅拌混合，控制温度在70-120℃持续加热，时间控制在30-45min，加热完成后静置至常温，烧结助剂。
所述碳化硅的纯度为85～99.9wt％。
步骤S4中，注入的氩气的流速控制在10ml/min。
步骤S5中，在配液的过程中，进行混合搅拌，搅拌的转速控制在120-220r/min。
实施例
选择氧化锆18g,氧化钛10g,氮化硅3g,氟化钙7g,氧化锌15g,氧化镁8g,三氧化二镧6g,氧化钐3.5g,氧化铍11g,二甲基甲酰胺2.5g,二甲基亚砜7g,脂肪酸聚氧乙烯酯9g,三氧化二铝25g。
S1，将氧化锆,氧化钛,氮化硅,氟化钙,氧化锌,氧化镁,三氧化二镧,氧化钐,氧化铍和三氧化二铝充分研磨成粉状，粒度控制在5-50μm，然后合于二甲基亚砜中，回流反应后旋蒸除去溶剂，得到混合固体；
S2,将上述的材料整体加入密封容器中，并加入浓度为75％的乙醇溶液进行充分的混合，并对溶液进行充分的蒸馏，使密封容器中溶液总体积缩减三分之一，蒸馏后的水溶液另用容器进行储存；
S3，将二甲基甲酰胺,脂肪酸聚氧乙烯酯进行缓慢的步骤S2容器中，使其进行充分的溶入，静置时间在1.2-2h，保持60-85℃；
S4，将混合液转入搅拌器中，连接氩气保护，升温至60-75℃并以450-500转/分搅拌30-40分钟，搅拌完毕后将所得产物用弱碱和清水交替清洗，直至pH为7，再送入干燥箱中进行烘干，研磨后得到改性助剂颗粒；
S5，加工好的改性助剂颗粒，充分溶入浓度为45％四氯化钛溶液中，进行充分的搅拌混合，控制温度在70-120℃持续加热，时间控制在30-45min，加热完成后静置至常温，制得75g烧结助剂。
本发明制作的烧结助剂参数表格如下：表1
传统的烧结助剂参数表格如下：表2
综上，通过表1和表2明显看出本发明的烧结助剂性能更优越，本发明制作的烧结助剂，涂抹在陶瓷外部能实现均匀分散，同时烧结过程中，避免了局部过烧的问题，通过小剂量烧结助剂的添加便有效提高了其助烧结作用，缩减了加工陶瓷的加热工序时间，节约了部分加热能源，整体加工方法简单，值得推广。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，包括以下原料及重量分数：氧化锆6-18份,氧化钛3-10份,氮化硅1-3份,氟化钙2-7份,氧化锌4-15份,氧化镁2.5-8份,三氧化二镧1.5-6份,氧化钐1.2-3.5份,氧化铍4-11份,二甲基甲酰胺1.5-2.5份,二甲基亚砜3-7份,脂肪酸聚氧乙烯酯4-9份,三氧化二铝8-25份。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，还包括以下原料及重量分数：氧化锆18份,氧化钛10份,氮化硅3份,氟化钙7份,氧化锌15份,氧化镁8份,三氧化二镧6份,氧化钐3.5份,氧化铍11份,二甲基甲酰胺2.5份,二甲基亚砜7份,脂肪酸聚氧乙烯酯9份,三氧化二铝25份。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，还包括以下原料及重量分数：氧化锆6份,氧化钛3份,氮化硅1份,氟化钙2份,氧化锌4份,氧化镁2.5份,三氧化二镧1.5份,氧化钐1.2份,氧化铍4份,二甲基甲酰胺1.5份,二甲基亚砜3份,脂肪酸聚氧乙烯酯4份,三氧化二铝8份。
4.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，制作工艺步骤如下：
S1，将氧化锆,氧化钛,氮化硅,氟化钙,氧化锌,氧化镁,三氧化二镧,氧化钐,氧化铍和三氧化二铝充分研磨成粉状，粒度控制在5-50μm，然后合于二甲基亚砜中，回流反应后旋蒸除去溶剂，得到混合固体；
S2,将上述的材料整体加入密封容器中，并加入浓度为75％的乙醇溶液进行充分的混合，并对溶液进行充分的蒸馏，使密封容器中溶液总体积缩减三分之一，蒸馏后的水溶液另用容器进行储存；
S3，将二甲基甲酰胺,脂肪酸聚氧乙烯酯进行缓慢的步骤S2容器中，使其进行充分的溶入，静置时间在1.2-2h，保持60-85℃；
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5.根据权利要求1所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，所述碳化硅的纯度为85～99.9wt％。
6.根据权利要求4所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，步骤S4中，注入的氩气的流速控制在10ml/min。
7.根据权利要求4所述的一种陶瓷材料烧结助剂及其制备方法，其特征在于，步骤S5中，在配液的过程中，进行混合搅拌，搅拌的转速控制在120-220r/min。
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