CN110563450A - 一种氧化铝陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氧化铝陶瓷，由氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧制成，还提供了制备方法，将各原料混合加水球磨后加质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液继续球磨得到浆料，喷雾造粒得到瓷料，干压成型后焙烧，得到氧化铝陶瓷。本发明通过以氧化铝、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙构成的Al2O3‑SiO2‑MgO‑CaO为基础体系，添加碳酸钡、二氧化锆、氧化镧为晶粒抑制剂，二氧化钛为固溶剂，甘油和乳化蜡是作为分散剂，制备出具有高抗弯强度的氧化铝陶瓷。

Description

一种氧化铝陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法。
背景技术
氧化铝在自然界存在十分广泛，是实际应用最多的氧化物材料之一。氧化铝基陶瓷材料具有强度高、硬度大、耐磨、耐高温、抗腐蚀、电绝缘性能高和介电损耗低等优良性能，所以在结构陶瓷、电子陶瓷和生物陶瓷方面具有重要的应用价值。其原料来源广泛、价格低廉。曹南萍等以60％的氧化铝、20％高岭土、10％瓷石、10％碱土金属矿物溶剂为原料，制备75氧化铝陶瓷，并探究碱土金属矿物用量对陶瓷性能的影响。实验结果表明，碱土金属矿物最优用量下，生坯在1370℃烧成，抗折强度可达156.3MPa。董伟霞等以氧化铝、高岭土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、瓷石、ZnO为原料制备75氧化铝陶瓷，探究MgF2添加量对陶瓷性能的影响。结果表明，最佳MgF2添加量为2％，烧结温度为1320℃，抗折强度165MPa。现有技术的配方制备出的75氧化铝陶瓷抗折强度较低，因此需要开发新的75氧化铝陶瓷配方，在保持较低烧结温度的同时，提高抗折强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种氧化铝陶瓷及其制备方法，该氧化铝陶瓷通过以氧化铝、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙构成的Al2O3-SiO2-MgO-CaO为基础体系，通过添加碳酸钡、二氧化锆、氧化镧、为晶粒抑制剂，二氧化钛为固溶剂，甘油和乳化蜡是作为分散剂，制备出具有高抗弯强度的氧化铝陶瓷。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝32份～50份、煅烧高岭土6份～20份、膨润土0.5份～5份、重质碳酸镁0.5份～5份、碳酸钙0.5份～5份、碳酸钡0.5份～5份、甘油0.1份～0.8份、乳化蜡0.1份～0.8份、二氧化钛0.2份～1.8份、二氧化锆1份～10份和氧化镧0.3～0.7份。
优选地，由以下重量份的原料制成:氧化铝36份～46份、煅烧高岭土9份～16份、膨润土1份～3份、重质碳酸镁1份～3份、碳酸钙1份～3份、碳酸钡1份～3份、甘油0.1份～0.5份、乳化蜡0.1份～0.5份、二氧化钛0.5份～1.0份、二氧化锆2份～8份和氧化镧0.4～0.6份。
优选地，由以下重量份的原料制成:氧化铝40份、煅烧高岭土13份、膨润土2份、重质碳酸镁2份、碳酸钙2份、碳酸钡2.3份、甘油0.3份、乳化蜡0.3份、二氧化钛0.8份、二氧化锆5份和氧化镧0.5份。
本发明的氧化铝陶瓷的原料中氧化铝煅烧、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙是为了构成基础配方体系Al2O3-SiO2-MgO-CaO这个体系的好处是制备出的陶瓷表面光滑，晶粒小，陶瓷烧结温度低。加入碳酸钡能进一步提高陶瓷材料的体积电阻率，并且也会改善瓷体的表面光洁度，这是因为钡离子是碱土金属重离子，本身的迁移和松弛现象较低，同时还能对原料中的杂质离子，即钾、钠离子起抑制效应，减少它们的迁移和松弛现象，从而大大降低了材料的介质损耗，改善了陶瓷的电气性能，此外碳酸钡与高岭土在1280℃～1340℃会生成钡长石，本发明中制备方法中焙烧制度中升温至1340℃，保温2h，有利于钡长石的生成，钡长石能够抑制氧化铝晶粒的二次重结晶，防止晶粒的过分长大，改善瓷体的表面光洁度。但引入量不宜过多，否则会导致大量钡长石形成，使陶瓷材料的机械强度降低。在此基础上原料中加入二氧化锆能够提高氧化铝陶瓷抗弯强度，这是因为，二氧化锆能够分散在氧化铝晶粒的晶界边缘，阻止氧化铝晶粒的二次重结晶，使得生成的刚玉晶粒较小，提高致密度和强度。加入过多的二氧化锆，会形成较多的锆英石，致使强度和韧性急剧下降。原料中添加二氧化钛能使氧化铝瓷的烧成温度降低，这是因为二氧化钛的晶格常数与氧化铝的相接近，二氧化钛能与氧化铝生成固溶体，同时二氧化钛是变价氧化物，由于变价作用，使氧化铝陶瓷的微观结构产生缺陷，活化晶格，促进烧结，但是过多的二氧化钛会使得晶粒过度长大，瓷体的孔隙率较高，机电性能和机械性能会显著降低。加入氧化镧因为La3+离子半径相对Al3+要大得多，难于与氧化铝形成固溶体，因此主要存在于氧化铝陶瓷的晶界处，由于其较大的体积，在结构中自身迁移阻力大，且还阻碍其他离子迁移，从而降低晶界迁移速率，抑制晶粒生长，有利于致密结构形成。因此，碳酸钡、二氧化锆和氧化镧相配合，能够抑制氧化铝晶粒的生长，制备出具有较小晶粒、高致密性的氧化铝陶瓷，从而提高抗弯强度。甘油和乳化蜡是作为分散剂，使得搅拌磨料的时候，瓷料不易团聚，可以很好的分散。通过以氧化铝、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙构成的Al2O3-SiO2-MgO-CaO为基础体系，通过添加碳酸钡、二氧化锆、氧化镧、为晶粒抑制剂，二氧化钛为固溶剂，甘油和乳化蜡是作为分散剂，制备出具有高抗弯强度的氧化铝陶瓷。
本发明还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2h～3h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过筛，得到浆料；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.2mm～1.6mm，进料温度为500℃～550℃；出料温度为50℃～80℃；
喷雾造粒后得到的粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料，瓷料粒度均匀，且经喷雾造粒后为球形颗粒，易于排出空气和填满钢模，有利于后续干压成型，在干压成型的过程中瓷料不会夹磨具，生坯不容易开裂并且干压时生坯容易脱模，表面不会拉伤，产品瑕疵较少；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置3～5天后，倒入料盒中，双面加压，干压成型，得到生坯；
瓷料在常温下静置3～5天后，瓷料中的水能与各原料很充分的混合，提高了瓷料组分的均一性，干压成型后得到的生胚不易开裂；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
优选地，步骤一所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06。
优选地，步骤一中过筛的目数为60目。
优选地，步骤二中所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.4mm，进料温度为530℃；出料温度为70℃。
优选地，步骤三中所述双面加压的压力为80MPa～100MPa。
优选地，步骤三中所述生坯密度为2.0g/cm3～2.2g/cm3。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的氧化铝陶瓷的原料中氧化铝煅烧、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙是为了构成基础配方体系Al2O3-SiO2-MgO-CaO这个体系的好处是制备出的陶瓷表面光滑，晶粒小，陶瓷烧结温度低。加入碳酸钡能进一步提高陶瓷材料的体积电阻率，并且也会改善瓷体的表面光洁度，这是因为钡离子是碱土金属重离子，本身的迁移和松弛现象较低，同时还能对原料中的杂质离子，即钾、钠离子起抑制效应，减少它们的迁移和松弛现象，从而大大降低了材料的介质损耗，改善了陶瓷的电气性能，此外碳酸钡与高岭土在1280℃～1340℃会生成钡长石，本发明中制备方法中焙烧制度中升温至1340℃，保温2h，有利于钡长石的生成，钡长石能够抑制氧化铝晶粒的二次重结晶，防止晶粒的过分长大，改善瓷体的表面光洁度。但引入量不宜过多，否则会导致大量钡长石形成，使陶瓷材料的机械强度降低。在此基础上原料中加入二氧化锆能够提高氧化铝陶瓷抗弯强度，这是因为，二氧化锆能够分散在氧化铝晶粒的晶界边缘，阻止氧化铝晶粒的二次重结晶，使得生成的刚玉晶粒较小，提高致密度和强度。加入过多的二氧化锆，会形成较多的锆英石，致使强度和韧性急剧下降。原料中添加二氧化钛能使氧化铝瓷的烧成温度降低，这是因为二氧化钛的晶格常数与氧化铝的相接近，二氧化钛能与氧化铝生成固溶体，同时二氧化钛是变价氧化物，由于变价作用，使氧化铝陶瓷的微观结构产生缺陷，活化晶格，促进烧结，但是过多的二氧化钛会使得晶粒过度长大，瓷体的孔隙率较高，机电性能和机械性能会显著降低。加入氧化镧因为La3+离子半径相对Al3+要大得多，难于与氧化铝形成固溶体，因此主要存在于氧化铝陶瓷的晶界处，由于其较大的体积，在结构中自身迁移阻力大，且还阻碍其他离子迁移，从而降低晶界迁移速率，抑制晶粒生长，有利于致密结构形成。因此，碳酸钡、二氧化锆和氧化镧相配合，能够抑制氧化铝晶粒的生长，制备出具有较小晶粒、高致密性的氧化铝陶瓷，从而提高抗弯强度。甘油和乳化蜡是作为分散剂，使得搅拌磨料的时候，瓷料不易团聚，可以很好的分散。通过以氧化铝、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙构成的Al2O3-SiO2-MgO-CaO为基础体系，通过添加碳酸钡、二氧化锆、氧化镧、为晶粒抑制剂，二氧化钛为固溶剂，甘油和乳化蜡是作为分散剂，制备出具有高抗弯强度的氧化铝陶瓷。
2、本发明的制备方法中在混合料中加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，得到浆料，作为胶粘剂能够充分地粘合混合料，利用浆料进行喷雾造粒时，形成粒径均匀的瓷料，并且在干压成型时，有利于保持生胚的强度和结合度，在煅烧的过程中聚乙烯醇会挥发后形成微小的孔隙，随着温度的升高，混合料会逐渐渗入填充到孔隙中，使得制备的氧化铝陶瓷结合致密，微孔缺陷较小，不易产生裂纹，强度高；将浆料先通过喷雾造粒形成粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料，瓷料粒度均匀，且经喷雾造粒后为球形颗粒，易于排出空气和填满钢模，有利于后续干压成型，在干压成型的过程中瓷料不会夹磨具，生坯不容易开裂并且干压时生坯容易脱模，表面不会拉伤，产品瑕疵较少。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的氧化铝陶瓷的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝40份、煅烧高岭土13份、膨润土2份、重质碳酸镁2份、碳酸钙2份、碳酸钡2.3份、甘油0.3份、乳化蜡0.3份、二氧化钛0.8份、二氧化锆5份和氧化镧0.5份。
本实施例还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2.5h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过60目的筛，得到浆料；所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.4mm，进料温度为530℃；出料温度为70℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置4天后，倒入料盒中，双面加压90MPa，干压成型，得到密度为2.1g/cm3的生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
本实施例制备的氧化铝陶瓷的体积密度为3.34g/cm3，抗弯强度为243MPa。
图1为本实施例制备的氧化铝陶瓷的扫描电镜图，由图可以看出烧结生成的氧化铝晶粒较小且大小均匀，晶粒的生长得到了很好的抑制。陶瓷材料的抗弯强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系式：σ＝σ0+kd-1/2，式中σ0为无限大单晶的抗弯强度，k为系数，d为晶粒直径。根据关系式可知，陶瓷材料的抗弯强度随晶粒尺寸的减小而增大，并且晶粒排列紧密，气孔较小，瓷体致密，这些结构特征使得氧化铝陶瓷具有较高的抗弯强度。
本实施例的氧化铝陶瓷的原料中氧化铝煅烧、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙是为了构成基础配方体系Al2O3-SiO2-MgO-CaO这个体系的好处是制备出的陶瓷表面光滑，晶粒小，陶瓷烧结温度低。加入碳酸钡能进一步提高陶瓷材料的体积电阻率，并且也会改善瓷体的表面光洁度，这是因为钡离子是碱土金属重离子，本身的迁移和松弛现象较低，同时还能对原料中的杂质离子，即钾、钠离子起抑制效应，减少它们的迁移和松弛现象，从而大大降低了材料的介质损耗，改善了陶瓷的电气性能，此外碳酸钡与高岭土在1280℃～1340℃会生成钡长石，本实施例中制备方法中焙烧制度中升温至1340℃，保温2h，有利于钡长石的生成，钡长石能够抑制氧化铝晶粒的二次重结晶，防止晶粒的过分长大，改善瓷体的表面光洁度。但引入量不宜过多，否则会导致大量钡长石形成，使陶瓷材料的机械强度降低。在此基础上原料中加入二氧化锆能够提高氧化铝陶瓷抗弯强度，这是因为，二氧化锆能够分散在氧化铝晶粒的晶界边缘，阻止氧化铝晶粒的二次重结晶，使得生成的刚玉晶粒较小，提高致密度和强度。加入过多的二氧化锆，会形成较多的锆英石，致使强度和韧性急剧下降。原料中添加二氧化钛能使氧化铝瓷的烧成温度降低，这是因为二氧化钛的晶格常数与氧化铝的相接近，二氧化钛能与氧化铝生成固溶体，同时二氧化钛是变价氧化物，由于变价作用，使氧化铝陶瓷的微观结构产生缺陷，活化晶格，促进烧结，但是过多的二氧化钛会使得晶粒过度长大，瓷体的孔隙率较高，机电性能和机械性能会显著降低。加入氧化镧因为La3+离子半径相对Al3+要大得多，难于与氧化铝形成固溶体，因此主要存在于氧化铝陶瓷的晶界处，由于其较大的体积，在结构中自身迁移阻力大，且还阻碍其他离子迁移，从而降低晶界迁移速率，抑制晶粒生长，有利于致密结构形成。因此，碳酸钡、二氧化锆和氧化镧相配合，能够抑制氧化铝晶粒的生长，制备出具有较小晶粒、高致密性的氧化铝陶瓷，从而提高抗弯强度。甘油和乳化蜡是作为分散剂，使得搅拌磨料的时候，瓷料不易团聚，可以很好的分散。通过以氧化铝、高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙构成的Al2O3-SiO2-MgO-CaO为基础体系，通过添加碳酸钡、二氧化锆、氧化镧、为晶粒抑制剂，二氧化钛为固溶剂，甘油和乳化蜡是作为分散剂，制备出具有高抗弯强度的氧化铝陶瓷。
本实施例的制备方法中在混合料中加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，得到浆料，作为胶粘剂能够充分地粘合混合料，利用浆料进行喷雾造粒时，形成粒径均匀的瓷料，并且在干压成型时，有利于保持生胚的强度和结合度，在煅烧的过程中聚乙烯醇会挥发后形成微小的孔隙，随着温度的升高，混合料会逐渐渗入填充到孔隙中，使得制备的氧化铝陶瓷结合致密，微孔缺陷较小，不易产生裂纹，强度高；将浆料先通过喷雾造粒形成粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料，瓷料粒度均匀，且经喷雾造粒后为球形颗粒，易于排出空气和填满钢模，有利于后续干压成型，在干压成型的过程中瓷料不会夹磨具，生坯不容易开裂并且干压时生坯容易脱模，表面不会拉伤，产品瑕疵较少。
实施例2
本实施例的氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝36份、煅烧高岭土9份、膨润土1份、重质碳酸镁1份、碳酸钙1份、碳酸钡3份、甘油0.5份、乳化蜡0.5份、二氧化钛1.0份、二氧化锆8份和氧化镧0.4。
本实施例还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨3h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过60目的筛，得到浆料；所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.2mm，进料温度为500℃；出料温度为80℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置5天后，倒入料盒中，双面加压100MPa，干压成型，得到密度为2.1g/cm3的生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
本实施例制备的氧化铝陶瓷的体积密度为3.31g/cm3，抗弯强度为240MPa。
实施例3
本实施例的氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝46份、煅烧高岭土16份、膨润土3份、重质碳酸镁3份、碳酸钙3份、碳酸钡1份、甘油0.1份、乳化蜡0.1份、二氧化钛0.5份、二氧化锆2份和氧化镧0.6。
本实施例还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过60目的筛，得到浆料；所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.6mm，进料温度为550℃；出料温度为50℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置5天后，倒入料盒中，双面加压80MPa，干压成型，得到密度为2.0g/cm3的生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
本实施例制备的氧化铝陶瓷的体积密度为3.28g/cm3，抗弯强度为237MPa。
实施例4
本实施例的氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝32份、煅烧高岭土6份、膨润土0.5份、重质碳酸镁0.5份、碳酸钙0.5份、碳酸钡0.5份、甘油0.8份、乳化蜡0.8份、二氧化钛1.8份、二氧化锆10份和氧化镧0.3。
本实施例还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过60目的筛，得到浆料；所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.3mm，进料温度为510℃；出料温度为60℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置5天后，倒入料盒中，双面加压100MPa，干压成型，得到密度为2.2g/cm3的生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
本实施例制备的氧化铝陶瓷的体积密度为3.22g/cm3，抗弯强度为236MPa。
实施例5
本实施例的氧化铝陶瓷，由以下重量份的原料制成:氧化铝50份、煅烧高岭土20份、膨润土5份、重质碳酸镁5份、碳酸钙5份、碳酸钡5份、甘油0.1份、乳化蜡0.1份、二氧化钛0.2份、二氧化锆1份和氧化镧0.7。
本实施例还提供了制备上述的氧化铝陶瓷的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过60目的筛，得到浆料；所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.5mm，进料温度为540℃；出料温度为70℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置3天后，倒入料盒中，双面加压90MPa，干压成型，得到密度为2.1g/cm3的生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
本实施例制备的氧化铝陶瓷的体积密度为3.22g/cm3，抗弯强度为232MPa。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种氧化铝陶瓷，其特征在于，由以下重量份的原料制成:氧化铝32份～50份、煅烧高岭土6份～20份、膨润土0.5份～5份、重质碳酸镁0.5份～5份、碳酸钙0.5份～5份、碳酸钡0.5份～5份、甘油0.1份～0.8份、乳化蜡0.1份～0.8份、二氧化钛0.2份～1.8份、二氧化锆1份～10份和氧化镧0.3～0.7份。
2.根据权利要求1所述的一种氧化铝陶瓷，其特征在于，由以下重量份的原料制成:氧化铝36份～46份、煅烧高岭土9份～16份、膨润土1份～3份、重质碳酸镁1份～3份、碳酸钙1份～3份、碳酸钡1份～3份、甘油0.1份～0.5份、乳化蜡0.1份～0.5份、二氧化钛0.5份～1.0份、二氧化锆2份～8份和氧化镧0.4～0.6份。
3.根据权利要求2所述的一种氧化铝陶瓷，其特征在于，由以下重量份的原料制成:氧化铝40份、煅烧高岭土13份、膨润土2份、重质碳酸镁2份、碳酸钙2份、碳酸钡2.3份、甘油0.3份、乳化蜡0.3份、二氧化钛0.8份、二氧化锆5份和氧化镧0.5份。
4.一种制备如权利要求1-3任一权利要求所述的氧化铝陶瓷的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将氧化铝、煅烧高岭土、膨润土、重质碳酸镁、碳酸钙、碳酸钡、甘油、乳化蜡、二氧化钛、二氧化锆和氧化镧混合，得到混合料，向混合料中加入球磨和水球磨2h～3h后，加入质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液，然后再球磨0.5h后，过筛，得到浆料；
步骤二、将步骤一中得到的浆料通过压力式喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到粒径为0.2mm～0.3mm的瓷料；所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.2mm～1.6mm，进料温度为500℃～550℃；出料温度为50℃～80℃；
步骤三、将步骤二中得到的瓷料在常温下静置3～5天后，倒入料盒中，双面加压，干压成型，得到生坯；
步骤四、将步骤三中得到的生坯焙烧2h，得到氧化铝陶瓷；所述焙烧的制度为：先以2℃/min的升温速率从室温升至300℃；然后以1.5℃/min的升温速率升至600℃，然后以1℃/min的升温速率升至900℃，再以1.5℃/min的升温速率升至1340℃，保温2h后，自然冷却至室温。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一所述混合料、球磨、水和质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液的质量比为0.6：1：0.5：0.06。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中过筛的目数为60目。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤二中所述喷雾造粒的反应条件为：喷嘴直径1.4mm，进料温度为530℃；出料温度为70℃。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述双面加压的压力为80MPa～100MPa。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述生坯密度为2.0g/cm3～2.2g/cm3。
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