一种高致密化氧化铝陶瓷及其制备方法与应用与流程

本发明涉及氧化铝陶瓷，具体涉及一种高致密化氧化铝陶瓷及其制备方法与应用。

背景技术：

1、氧化铝陶瓷因具有机械强度高、绝缘性能好、高频损耗小、耐电性能好、耐高温、抗热振等优点，常作为陶瓷封装外壳、真空电容器、微波管的管壳、薄膜基片及混合集成电路薄膜基片的首选材料。然而，现有技术制备的氧化铝陶瓷气孔率较高，影响了氧化铝陶瓷材料的力学性能和使用性能。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种高致密化氧化铝陶瓷及其制备方法与应用。本发明提供了一种高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，通过加入氧化镁，经烧结后，有效地提高了氧化铝陶瓷密度，降低了氧化铝陶瓷的孔隙率。

2、本发明提供了一种高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)称取原料：根据配比称取氧化铝干粉、纯水和氧化镁；按质量百分比记，氧化铝原粉的固含量为80％，余量为纯水；氧化镁的质量为氧化铝原粉质量的1000ppm；

4、(2)混合浆料配制：将步骤(1)中称取好的氧化铝干粉和纯水放入球磨罐中，并在球磨罐中加入氧化镁、适量的分散剂和氧化铝磨球，进行二次球磨后得到混合浆料；

5、(3)喷雾造粒：将ph值调整至8.0-9.0后的混合浆料进行喷雾造粒，得到粒径大小为30-60μm的氧化铝陶瓷造粒粉；

6、(4)制备素坯：将氧化铝陶瓷造粒粉采用冷等静压成型(cip)或者干袋式等静压成型(dip)制得素坯；

7、(5)烧结：将素坯转移到高温烧结炉中进行烧结，随炉冷却后得到高致密化的氧化铝陶瓷。

8、优选地，所述步骤(2)中，分散剂的质量为氧化铝原粉质量的0.75％，分散剂选用羧酸铵盐、丙烯酸树脂和丙烯酸铵盐中的一种。

9、优选地，所述步骤(2)中，将步骤(1)中称取好的氧化铝干粉和纯水放入球磨罐中，并在球磨罐中加入称量好的分散剂、氧化镁和氧化铝磨球，进行第一次球磨16h；其中，氧化铝磨球选用纯度99.9％的氧化铝磨球，5mm的磨球质量:10mm的磨球质量:20mm的磨球质量＝12:2:1，料球比为1：2；再将适量的消泡剂、润滑剂和粘结剂放入第一次球磨后的球磨罐中，进行第二次球磨1h，得到混合浆料；

10、优选地，所述步骤(2)中，消泡剂的质量为氧化铝干粉质量的0.02％，消泡剂选用磷酸三丁酯；润滑剂的质量为氧化铝原粉质量的0.5％，润滑剂选用硬脂酸乳液；粘结剂的质量为氧化铝原粉质量的5％，粘结剂选用甲基纤维素、油酸、石腊、硼酸、甘油和聚乙烯醇中的一种。

11、优选地，所述步骤(5)中，高温烧结炉的烧结过程，包括如下步骤：

12、s1：升温速率为1℃/min，升温至为600℃；

13、s2：升温速率为2℃/min，升温至为1580℃，保温2h。

14、优选地，所述步骤(3)中，将适量浓度为4.7％的草酸溶液添加至混合浆料中，使混合浆料的ph值调整至8.0-9.0。

15、优选地，所述步骤(1)中，对氧化铝干粉进行含水率测试，根据氧化铝干粉的固含量比例准确计算添加氧化铝干粉质量以及纯水的质量。

16、此外，本发明提供了所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法制备得到的氧化铝陶瓷。

17、本发明中的氧化铝陶瓷具有高致密化的内部结构以及良好的氧化铝陶瓷密度和孔隙率，可以满足氧化铝陶瓷材料的力学性能和使用性能，特别是氧化铝陶瓷材料作为机械支撑部件的使用需求。

18、进一步地，本发明还提供了所述的氧化铝陶瓷在机械支撑部件中的应用。

19、本发明具有如下的有益效果：

20、该技术方案中的氧化镁在烧结时，素坯中的氧化镁会在较低温度点溶解和析出，并在在素坯中的氧化铝陶瓷造粒粉表面形成氧化镁液相；氧化铝陶瓷造粒粉浸没在氧化镁液相里，使得氧化镁液相能从较低的烧结温度就开始填充素坯内的孔隙，以促进扩散和更好的完成烧结，使氧化铝陶瓷达到高致密化，从而有效地提高了氧化铝陶瓷密度，降低了烧结后氧化铝陶瓷的孔隙率。

技术特征：

1.一种高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，高温烧结炉的烧结过程，包括如下步骤：

6.根据权利要求1所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于：

8.一种由权利要求1-7任一项所述的高致密化氧化铝陶瓷的制备方法制备得到的氧化铝陶瓷。

9.一种如权利要求8所述的氧化铝陶瓷在机械支撑部件中的应用。

技术总结本发明公开一种高致密化氧化铝陶瓷及其制备方法与应用，本发明提供的一种高致密化氧化铝陶瓷的制备方法，包括步骤如下：(1)根据配比称取氧化铝干粉、纯水、消泡剂、润滑剂、粘结剂、分散剂和氧化镁；(2)将氧化镁以及称取好的其余组分添加至球磨罐中，经二次球磨后得到混合浆料；(3)将PH值调整后的混合浆料进行喷雾造粒，得到氧化铝陶瓷造粒粉；(4)采用冷等静压成型(CIP)或者干袋式等静压成型(DIP)制备素坯；(5)将素坯转移到高温烧结炉中进行烧结，随炉冷却后得到高致密化的氧化铝陶瓷。本发明制备的氧化铝陶瓷达到了高致密化，有效地提高了氧化铝陶瓷密度，降低了烧结后氧化铝陶瓷的孔隙率。技术研发人员：许红豆,胡梓钊,陈立航受保护的技术使用者：重庆臻宝科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19