CN112390627B - 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112390627B
CN112390627B CN202011317799.9A CN202011317799A CN112390627B CN 112390627 B CN112390627 B CN 112390627B CN 202011317799 A CN202011317799 A CN 202011317799A CN 112390627 B CN112390627 B CN 112390627B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alumina
kyanite
powder
coating
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011317799.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112390627A (zh
Inventor
包亦望
李海燕
万德田
旷峰华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Dajiaolu New Material Co ltd
Original Assignee
Guangdong Dajiaolu New Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Dajiaolu New Material Co ltd filed Critical Guangdong Dajiaolu New Material Co ltd
Priority to CN202011317799.9A priority Critical patent/CN112390627B/zh
Publication of CN112390627A publication Critical patent/CN112390627A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112390627B publication Critical patent/CN112390627B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5027—Oxide ceramics in general; Specific oxide ceramics not covered by C04B41/5029 - C04B41/5051
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87—Ceramics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法，包括以下步骤：将蓝晶石粉或者蓝晶石粉与氧化铝粉的混合料，与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；将所述涂层浆料涂覆于氧化铝基体表面，并干燥处理；干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。本发明利用涂层法在氧化铝基体表层均匀地涂覆含有蓝晶石的涂层，利用氧化铝基体与含有蓝晶石的涂层烧结收缩率的差异，收缩率较低的涂层在升温过程中对氧化铝基体产生预应力，使得蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷不仅具有很好的界面结合，而且致密度高，从而获得高强度的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。

Description

一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷材料具有较高的硬度、良好的耐磨性和耐腐蚀性，以及优异的高温力学性能等优点，而被广泛应用于航天航空、机械化工、能源环保、国防通讯等领域。但其本征脆性以及对缺陷敏感的缺点，致使陶瓷材料在使用过程中容易发生灾难性破坏，从而极大地限制了陶瓷材料的工程应用。为解决这一问题，提高陶瓷材料的强度和损伤容限是关键。
为提高陶瓷材料的强度和损伤容限，通常采用方法有细化晶粒、高密度及高纯化、引入增强体和预应力增强。其中预应力增强技术是一种简单而又经济的手段，不受材料尺寸和形状的限制，适用于工业化生产。目前利用涂层法在陶瓷材料表层引入预应力的方法已有报道，例如：ZL201811371056.2利用骨料和粘结剂制得的涂层浆料对建筑陶瓷胚体的表面进行全包覆，进而提高了建筑陶瓷制品的强度和性能。ZL201811421796.2公开了通过优化涂层原料的配比，制得涂层材料；并利用涂层法，制得高强度日用陶瓷。专利申请号为201910281881.1的公开文件也是通过涂层法在陶瓷基板表层包覆膨胀系数低于基体材料膨胀系数的涂层，通过同温共烧后获得高强度的预应力陶瓷。综上，利用涂层法制备高强度的预应力陶瓷是可行的。且上述几种专利均是通过基体与涂层的热膨胀系数差异，在降温过程中产生预应力，从而提高了材料的强度和性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法，旨在制备高强度的氧化铝陶瓷，扩大其应用领域。本发明提出用蓝晶石提高氧化铝陶瓷的强度的预应力设计为首次，并证明效果良好。
本发明的技术方案如下：
一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其中，包括以下步骤：
将蓝晶石粉或者蓝晶石粉与氧化铝粉的混合料，与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；
将所述涂层浆料涂覆于氧化铝基体表面，并干燥处理；
干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
可选地，所述球磨的条件为：球料比为5:1～15:1，转速为100～200r/min，球磨时间为2～24小时。
可选地，所述氧化铝基体的制备方法，包括以下步骤：
将氧化铝粉进行模压成型，将成型后的坯体进行冷等静压处理，得到素坯；
将所述素坯放在高温炉中进行预烧后，切割成预定尺寸的氧化铝基体。
可选地，所述将所述涂层浆料涂覆于氧化铝基体表面的步骤，具体包括：采用浸渍法，将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料。
可选地，所述无压烧结的温度为1450～1550℃，所述无压烧结的时间为0.5～3小时。
可选地，以升温速率1～5℃/min升温至1450～1550℃，保温0.5～3小时，然后以降温速率1～5℃/min降温至800℃后，随炉冷却。
可选地，所述制备方法包括以下步骤：
将蓝晶石粉与氧化铝粉按照不同的质量比进行混合，分别与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；
将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料，所述浸渍蘸料的顺序按照蓝晶石粉含量由少到多的涂层浆料依次蘸料，并干燥处理；
干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到所述蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
可选地，每种涂层浆料中浸泡1～10min，每种涂层浆料中浸渍蘸料1～10次。
可选地，将蓝晶石粉与氧化铝粉按照质量比3:7、5:5、8:2分别进行混合。
一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷，其中，采用本发明所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法制备得到。
有益效果：本发明利用涂层法在氧化铝基体表层均匀地涂覆含有蓝晶石的涂层，利用氧化铝基体与含有蓝晶石的涂层烧结收缩率的差异，收缩率较低的涂层在升温过程中对氧化铝基体产生预应力，进而获得高强度的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
附图说明
图1为实施例1制得的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其中，包括以下步骤：
S10、将蓝晶石粉或者蓝晶石粉与氧化铝粉的混合料，与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；
S20、将所述涂层浆料涂覆于氧化铝基体表面，并干燥处理；
S30、干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
本实施例利用涂层法在氧化铝基体表层均匀地涂覆含有蓝晶石的涂层，通过同温共烧，利用氧化铝基体与含有蓝晶石的涂层烧结收缩率的差异，收缩率较低的涂层在升温过程中对氧化铝基体产生预应力，使得蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷不仅具有很好的界面结合，而且致密度高，从而获得高强度的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷(即由氧化铝基体和形成于所述氧化铝基体表面的含有蓝晶石的涂层组成)。与相同工艺下制备的纯氧化铝陶瓷相比，本实施例制得的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷强度最高可以提升50～60％。
步骤S10中，一种实施方式可以为：将蓝晶石粉、去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得所述涂层浆料。采用该涂层浆料，最终获得的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的涂层中仅含有蓝晶石。
另一种实施方式可以为：将蓝晶石粉、氧化铝粉、去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得所述涂层浆料。采用该涂层浆料，最终获得的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的涂层中同时含有蓝晶石和氧化铝。
其中，所述蓝晶石粉与氧化铝粉的质量比可以为3：7至100：0。
在一种实施方式中，所述分散剂可以为聚丙烯酸类阴离子型聚合物，如：聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和其铵盐。
在一种实施方式中，所述粘结剂可以为PVA、聚丙烯酸胺盐、丙烯酸乳液和聚乙烯醇等。
在一种实施方式中，所述球磨的条件为：球料比为5:1～15:1，转速为100～200r/min，球磨时间为2～24小时。
步骤S20中，在一种实施方式中，所述氧化铝基体的制备方法，包括以下步骤：
将氧化铝粉进行模压成型，将成型后的坯体进行冷等静压处理，得到素坯；
将所述素坯放在高温炉(如马弗炉)中进行预烧后，切割成预定尺寸的氧化铝基体。需说明的是，所述预定尺寸具体根据实际需要确定。
在一种实施方式中，所述模压成型的工艺参数为：压力为5～30MPa，保压1～10min。
在一种实施方式中，所述冷等静压的工艺参数为：压力为100～500MPa，保压1～10min。
在一种实施方式中，所述将所述涂层浆料涂覆于氧化铝基体表面的步骤，具体包括：采用浸渍法，将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料。
步骤S30中，在一种实施方式中，所述无压烧结的温度为1450～1550℃，所述无压烧结的时间为0.5～3小时。需说明的是，所述无压烧结指的是常压(即一个大气压下)烧结。
在一种实施方式中，所述进行无压烧结的步骤，具体包括：以升温速率1～5℃/min升温至1450～1550℃，保温0.5～3小时，然后以降温速率1～5℃/min降温至800℃后，随炉冷却。
在一种实施方式中，所述蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
将蓝晶石粉与氧化铝粉按照不同的质量比进行混合，分别与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；
将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料，所述浸渍蘸料的顺序按照蓝晶石粉含量由少到多的涂层浆料依次蘸料，并干燥处理(可以通过自然晾干)；
干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到所述蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
本实施例通过控制涂层浆料中蓝晶石与氧化铝的含量比，分别获得蓝晶石不同含量的涂层浆料，然后按照蓝晶石含量由少到多的涂层浆料依次涂覆，最后通过同温共烧，获得高强度的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。本实施例蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷中，从氧化铝基体到涂层方向，蓝晶石含量由少变多，这样可以进一步改善基体与涂层的界面结合情况，获得强界面结合的梯度蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
在一种实施方式中，将蓝晶石粉与氧化铝粉按照质量比3：7至100：0分别进行混合，例如按照质量比3:7、5:5、8:2分别进行混合。表层为蓝晶石涂层的目的是利用其低收缩特性，在材料表层形成压应力。从氧化铝基体到涂层方向，蓝晶石的含量逐渐增大的目的是：形成梯度结构，进一步提高界面结合能力。
在一种实施方式中，每种涂层浆料中浸泡1～10min，每种涂层浆料中浸渍蘸料1～10次。
本发明实施例提供一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷，其中，采用本发明实施例所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法制备得到。
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明。
实施例1(三层涂层)
蓝晶石粉：本实施例中所用蓝晶石粉纯度为97％，平均粒径为4.21μm。其质量百分比成分如下：Al2O3为47.5wt.％，SiO2为42.6wt.％，TiO2约为2.9wt.％，K2O约为2.7wt.％,Fe2O3约为1.4wt.％，余量为其它成分。
氧化铝粉：本实施例中所用氧化铝粉为法铝P172SDP造粒粉，纯度为99.8％，粉末粒度为300目。
本实施例中蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：称取26g的氧化铝粉，采用
Figure BDA0002790752320000061
的不锈钢模具，以20MPa的压力，保压1min进行模压成形。将成形后的坯体进行冷等静压致密化压制，压力为200MPa，保压5min得素坯；在马弗炉中对素坯进行预烧，升温速度为2℃/min，烧结温度为1000℃，保温1h，得到氧化铝预制样。随后进行切割，尺寸为4×5×38mm，倒角，表面磨平，得到氧化铝样条。
步骤2：将蓝晶石粉与氧化铝粉按照质量比分别为3:7，1:1，4:1配料(即：蓝晶石含量分别为30％，50％，80％)，称取两种粉体的总质量为20g，并分别与200g去离子水、0.2gIsobam粉体和5wt.％的聚乙烯醇溶液约2mL混合，放入行星球磨机中，按球料比为6:1，转速180r/min，球磨混合12h，制得均匀的涂层浆料。
步骤3：采用浸渍法，将步骤1中的氧化铝样条在步骤2的涂层浆料中进行浸渍蘸料，蘸料的顺序按照含蓝晶石含量由少到多的浆料依次蘸取，且每种浆料浸泡5s，蘸料次数分别为3次，自然晾干，得到表层具有浆料的氧化铝样条。
步骤4：将步骤1制得的氧化铝样条与步骤3制得的表层具有浆料的氧化铝样条，在马弗炉中进行无压烧结，烧结的工艺参数为：以2℃/min的升温速率升至1500℃，保温2h，然后以2℃/min的降温速率降温至800℃后随炉冷却，制得纯氧化铝陶瓷和蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
图1为本实施例制得的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的结构示意图，由图可以看出，涂层对基体材料是全覆盖，且从基体到涂层方向，蓝晶石含量由少变多。
涂层1中蓝晶石与氧化铝质量比为4:1(即：蓝晶石质量含量为80％)；涂层2中蓝晶石与氧化铝质量比为1:1(即：蓝晶石质量含量为50％)；涂层3中蓝晶石与氧化铝质量比为3:7(即：蓝晶石质量含量为30％)。
所制备纯氧化铝陶瓷和蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的三点弯曲强度分别为390MPa和610MPa。相对于同种工艺条件下制得的氧化铝陶瓷，该工艺制得蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的强度提升了55.2％。
实施例2(单层涂层)
本实施例采用的蓝晶石粉和氧化铝粉与实施例1中的相同。且实施步骤与实施例中基本相似。唯一不同的是步骤2中只制备了纯蓝晶石浆料。具体的实施步骤为称取20g蓝晶石粉，与200g去离子水、0.2g Isobam粉体和2mL 5wt.％的聚乙烯醇溶液混合，放入行星球磨机中，按球料比为6:1，转速180r/min，球磨混合12h，制得均匀的蓝晶石涂层浆料。将预烧后的氧化铝样条表层均匀蘸取蓝晶石涂层浆料，浆料浸泡5s，蘸料次数为3次，自然晾干，得到表层具有蓝晶石浆料的氧化铝样条。最后按照实施例1步骤4中的无压烧结工艺进行烧结。
所制备纯氧化铝陶瓷和蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的三点弯曲强度分别为330MPa和421MPa。相对于同种工艺条件下制得的氧化铝陶瓷，该工艺制得纯蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的强度提升了27.6％。
实施例3(梯度涂层)
本实施例采用的蓝晶石粉和氧化铝粉与实施例1中的相同。且实施步骤与实施例中基本相似。不同的是步骤2中除了制备了实施例1中的3种浆料外，还制备了纯蓝晶石浆料(与实施例2中的过程一致)。然后按照蓝晶石含量由少到多的浆料依次蘸取，最后按照实施例1步骤4中的无压烧结工艺进行烧结。
所制备纯氧化铝陶瓷和蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的三点弯曲强度分别为368MPa和571MPa。相对于同种工艺条件下制得的氧化铝陶瓷，该工艺制得蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的强度提升了56.4％。
实施例4(单层涂层)
本实施例采用的蓝晶石粉和氧化铝粉与实施例1中的相同。且实施步骤与实施例中基本相似。不同的是步骤3中只蘸取实施例1步骤2中蓝晶石粉与氧化铝粉质量比为1:1(即：蓝晶石含量为50％)的浆料，蘸料过程为：浆料浸泡5s，蘸料次数为3次，自然晾干，得到表层具有蓝晶石浆料的氧化铝样条。最后按照实施例1步骤4中的无压烧结工艺进行烧结。
所制备纯氧化铝陶瓷和蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的三点弯曲强度分别为410MPa和511MPa。相对于同种工艺条件下制得的氧化铝陶瓷，该工艺制得蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的强度提升了24.6％。
综上所述，本发明提供一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法。本发明将蓝晶石粉或蓝晶石与氧化铝的混合粉为涂层材料，氧化铝为基体材料，通过同温共烧，利用基体与涂层的烧结收缩性能差异，在基体表层形成压应力，由此增强陶瓷构件抵抗表面裂纹扩展的能力，从而提高陶瓷材料的强度。此外，本发明通过控制涂层材料中蓝晶石与氧化铝的含量比，改善基体与涂层的界面结合情况，获得了强界面结合的梯度蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将蓝晶石粉或者蓝晶石粉与氧化铝粉的混合料，与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；所述球磨的条件为：球料比为5:1～15:1，转速为100～200r/min，球磨时间为2～24小时；
采用浸渍法，将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料，并干燥处理；
干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷；
其中，所述无压烧结的温度为1450～1550℃，所述无压烧结的时间为0.5～3小时；以升温速率1～5℃/min升温至1450～1550℃，保温0.5～3小时，然后以降温速率1～5℃/min降温至800℃后，随炉冷却；
所述蓝晶石粉与氧化铝粉的质量比为3:7至100:0；所述分散剂为聚丙烯酸类阴离子型聚合物；所述粘结剂为PVA、聚丙烯酸胺盐、丙烯酸乳液和聚乙烯醇；
所述氧化铝基体的制备方法，包括以下步骤：
将氧化铝粉进行模压成型，将成型后的坯体进行冷等静压处理，得到素坯；所述模压成型的工艺参数为5～30MPa，保压1～10min；所述冷等静压的工艺参数为100～500MPa，保压1～10min；
将所述素坯放在高温炉中进行预烧后，切割成预定尺寸的氧化铝基体。
2.根据权利要求1所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将蓝晶石粉与氧化铝粉按照不同的质量比进行混合，分别与去离子水、分散剂和粘结剂混合，并球磨，制得涂层浆料；
将氧化铝基体置于涂层浆料中进行浸渍蘸料，所述浸渍蘸料的顺序按照蓝晶石粉含量由少到多的涂层浆料依次蘸料，并干燥处理；
干燥后放入高温炉，进行无压烧结，得到所述蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷。
3.根据权利要求2所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其特征在于，将蓝晶石粉与氧化铝粉按照质量比3:7、5:5、8:2分别进行混合。
4.根据权利要求2所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法，其特征在于，每种涂层浆料中浸泡1～10min，每种涂层浆料中浸渍蘸料1～10次。
5.一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷，其特征在于，采用权利要求1～4任一项所述的蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷的制备方法制备得到。
CN202011317799.9A 2020-11-20 2020-11-20 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法 Active CN112390627B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011317799.9A CN112390627B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011317799.9A CN112390627B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112390627A CN112390627A (zh) 2021-02-23
CN112390627B true CN112390627B (zh) 2022-06-17

Family

ID=74606920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011317799.9A Active CN112390627B (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112390627B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114409383A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 苏州鼎安科技有限公司 一种表面增强陶瓷人工关节凸球型摩擦部件及其制备方法
CN115043648A (zh) * 2022-07-15 2022-09-13 中国国检测试控股集团股份有限公司 一种预应力氧化铝陶瓷复合材料及其制备方法
CN115043672A (zh) * 2022-07-15 2022-09-13 中国国检测试控股集团股份有限公司 一种氧化铝陶瓷的再强化的实现方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10330958A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Laser Noshuku Gijutsu Kenkyu Kumiai コーティング材料及びコーティング方法
CN102596853B (zh) * 2009-04-13 2014-11-19 杨全祖 在陶瓷材料上制造功能陶瓷膜的方法
IL230775B (en) * 2014-02-02 2018-12-31 Imi Systems Ltd Pre-stressed curved ceramic panels/tiles and a method for their production
CN104591702B (zh) * 2014-12-24 2016-12-07 江苏三恒高技术窑具有限公司 一种led用高抗热震氧化铝陶瓷基板及制造方法
CN107473767A (zh) * 2017-07-25 2017-12-15 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种含二氧化钛涂层的蓝晶石基增强超轻泡沫陶瓷及其制备方法
CN110877975B (zh) * 2018-09-05 2021-09-24 中国建材检验认证集团股份有限公司 一种预应力陶瓷及其制备方法
WO2019161797A1 (zh) * 2018-02-26 2019-08-29 中国建材检验认证集团股份有限公司 一种高强预应力复合陶瓷及其制备方法
CN109336556B (zh) * 2018-11-18 2019-11-05 景德镇陶瓷大学 一种建筑陶瓷预应力增强用涂层浆料及其制备方法以及建筑陶瓷制品
CN109400214B (zh) * 2018-11-27 2019-11-01 景德镇陶瓷大学 一种高强度日用陶瓷预应力涂层材料及其制备方法和陶瓷制品
CN109809814A (zh) * 2019-04-09 2019-05-28 中国建筑材料科学研究总院有限公司 一种高强度预应力复合陶瓷基板及其制备方法
CN110723988B (zh) * 2019-11-04 2022-04-19 景德镇陶瓷大学 一种梯度涂层预应力增强建筑陶瓷制品及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112390627A (zh) 2021-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112390627B (zh) 一种蓝晶石/氧化铝预应力陶瓷及其制备方法
CN108083779B (zh) 一种稀土氧化铝陶瓷复合材料及其制备方法
CN109336556A (zh) 一种建筑陶瓷预应力增强用涂层浆料及其制备方法以及建筑陶瓷制品
CN113880597B (zh) 一种改性碳纤维增韧氧化铝自愈合陶瓷的制备方法
CN107382346B (zh) 耐火耐磨浇筑料及制备方法
CN115057707A (zh) 一种高性能低游离硅含量反应烧结碳化硅陶瓷材料及其制备方法
JPH0585822A (ja) 希土類酸化物−アルミナ−シリカ焼結体およびその製造方法
CN115043648A (zh) 一种预应力氧化铝陶瓷复合材料及其制备方法
CN110304932B (zh) 一种具有HfB2界面的Cf/SiC复合材料的制备方法
JPH08501523A (ja) ファイバー複合材料の製造方法
CN108675780B (zh) 一种金属复合莫来石-碳化硅陶瓷复合材料及其制备方法
CN110563477A (zh) 一种原位生长氧化铝晶须增强补韧锆铝复合陶瓷材料及其制备方法
CN114907133B (zh) 一种硅基陶瓷型芯材料、制备方法以及硅基陶瓷型芯
CN112174651B (zh) 轻质耐火砖及其制备方法
CN104876612A (zh) 一种高强碳纤维增强磷酸锆陶瓷基复合材料及其制备方法
CN109133976B (zh) 一种多孔氧化铝制备方法
CN113880563A (zh) 一种高温抗蠕变性陶瓷材料及其制备方法
CN111138173A (zh) 一种快速成型制备低温烧结陶瓷复合材料的方法
CN111875393A (zh) 烧结助剂、钛酸铝陶瓷前体料和钛酸铝陶瓷及其制造方法
CN111892405A (zh) 一种无界面层工艺制备陶瓷基复合材料的制备方法
CN111099897A (zh) 一种碳化硅复合材料及其制备方法
CN114890795B (zh) 一种碳化硅纤维增强玻璃陶瓷复合材料及其制备方法
CN104744062A (zh) 一种陶瓷与非晶的连接方法和一种非晶合金-陶瓷复合体
CN116606143B (zh) 一种压电陶瓷材料及其制备方法
CN111484319B (zh) 一种晶粒定向排列多晶半透明氧化铝陶瓷的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220518

Address after: 528000 509, floor 5, Xiqiao innovation building (formerly Xiqiao Textile Technology Building), No. 3, Qiyuan East Road, Xiqiao Town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province

Applicant after: Guangdong dajiaolu New Material Co.,Ltd.

Address before: 13, building B, industry university research base, Huazhong University of science and technology, 9 Yuexing Third Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong 518000

Applicant before: Shenzhen Yuyuan Venture Capital Co.,Ltd.

Applicant before: Bao Yiwang

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant