一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法

本发明属于层状陶瓷制备，具体涉及一种用于氧化物层状陶瓷低温快速制备的方法。

背景技术：

1、多层陶瓷结构被广泛应用于陶瓷电容器、燃料电池、热障涂层以及军事装备等领域。目前，层状陶瓷的制备大多采用高温烧结的方法，这种方法所需的温度高(1500℃)、时间长(2小时)，造成的后果是长时间的高温会导致材料自身的性能下降，并且由于各层的烧结收缩速率不完全相同，在界面处往往会产生裂纹或气孔等缺陷。文献“m.cologna,v.m.sglavo,m.bertoldi,sintering and deformation of solid oxide fuel cellsproduced by sequential tape casting,international journal of applied ceramictechnology,2010,7(6):803-813”和“r.-t.hsu,j.-h.jean,key factors controllingcamber behavior during the cofiring of bi-layer ceramic dielectric laminates,journal of the american ceramic society,2005,88(9):2429-2434”通过调整陶瓷浆料组分来降低层间应力，但也影响材料性能的正常发挥。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种氧化物多层陶瓷材料低温快速制备的方法，该方法在300-1300℃的温度范围内，给样品施加一定大小的电流，实现多层陶瓷的低温快速制备。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，采用电场辅助方法，在300℃～1300℃的温度范围内，通过施加电场的方法实现层状陶瓷材料的低温快速制备。

3、陶瓷低温制备的具体步骤如下：

4、步骤一、将要制备的陶瓷粉体加入到有机溶剂中形成陶瓷浆料；

5、步骤二、陶瓷浆料成型并形成多层结构的陶瓷坯体；

6、步骤三、将陶瓷坯体加热至≥100℃的温度范围，并保持10min以上使得陶瓷坯体干燥；

7、步骤四、将干燥后的陶瓷坯体加热到300～1300℃，在陶瓷坯体上施加电流并保持0.5s～30min，完成层状陶瓷的制备。

8、陶瓷粉体材料为氧化锆，或为氧化铝，或为钛酸钡，或为钛酸锶，或为锆酸铅，或为锆钛酸铅，或为锰钴镍基热敏陶瓷，或为铌酸钾钠等等。

9、陶瓷坯体采用手工涂刷成型，或采用丝网印刷成型，或采用流延成型，或采用3d打印成型，或采用其他可实现的工艺方法。

10、在烧结过程中，陶瓷坯体的单位面积上的电流不小于5ma/mm2。

11、本发明与现有技术相比，具体有益效果体现在：当层状陶瓷坯体中通过一定大小的电流时，电场可以促进材料之间的扩散速率。因此，本发明通过在层状陶瓷坯体中施加一定大小的电场，实现材料之间的快速扩散，有效降低了陶瓷制备所需温度和时间，提高了物质传输速度。

技术特征：

1.一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，其特征在于，采用电场辅助方法，在300℃～1300℃的温度范围内，通过施加电场的方法实现层状陶瓷材料的低温制备。

2.根据权利要求1所述的一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，其特征在于，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，其特征在于，所述陶瓷粉体材料为氧化锆，或为氧化铝，或为钛酸钡，或为钛酸锶，或为锆酸铅，或为锆钛酸铅，或为锰钴镍基热敏陶瓷，或为铌酸钾钠。

4.根据权利要求1所述的一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，其特征在于，陶瓷坯体采用手工涂刷成型，或采用丝网印刷成型，或采用流延成型，或采用3d打印成型。

5.根据权利要求1所述的一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，其特征在于，陶瓷坯体的单位面积上的电流不小于5ma/mm2。

技术总结本发明属于层状陶瓷制备技术领域，公开了一种用于氧化物层状陶瓷低温制备的方法，具体技术方案为：将要制备的陶瓷粉体加入到有机溶剂中形成浆料，将第1层浆料置于成型设备中，通过固化成型法使第1层浆料固化，形成第一层坯体；将第2层浆料置于第一层坯体上，固化成型使第二层浆料固化，形成第二层坯体；重复上述步骤使浆料逐层固化，形成具有n层结构的坯体；然后，将坯体在一定温度下干燥排胶，在300℃‑1300℃的温度下，对坯体施加不小于5mA/mm<supgt;2</supgt;的电流，并保持0.5s‑30min的时间，使坯体烧结成陶瓷，电场可以促进材料的扩散速率，实现陶瓷材料的快速烧结，降低了烧结所需温度和时间。技术研发人员：夏军波,任卫,张云光,张中奎受保护的技术使用者：西安邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11