專利名稱：納米添加氧化鋁陶瓷的改性方法
技術領域：
本發明涉及以氧化鋁為基料的陶瓷的改性方法。
氧化鋁陶瓷是指以氧化鋁(Al2O3)為主成份的陶瓷，其附加成份(或稱為添加劑)可以有SiO2、MgO、TiO2、CaO、BaO和MnO等.
現有的氧化鋁陶瓷的生產工藝流程是；配料——混料——打漿(或造粒)——成型——燒結所采用的原材料有Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO等，原材料的粒度一般為0.2μm以上。
氧化鋁陶瓷還根據其主晶相的不同，可以分為剛玉陶瓷，剛玉——莫來石陶瓷及莫來石陶瓷。
氧化鋁陶瓷制品具有良好的化學穩定性，高的硬度和耐磨性，以及良好的耐熱性。但缺點是脆性大，熱穩定性能(耐溫度激變性或抗熱震性)差。
本發明目的是提供一種能降低Al2O3陶瓷的脆性，提高其抗熱震性、強度和斷裂韌性等性能的改性方法。
本發明方法是沿用已有的Al2O3陶瓷生產工藝流程配料——混料——打漿(或造粒)——成型——燒結已有的原材料Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO，粒度在0.2μm以上。本發明所用Al2O3的含量為60～99.99％，且Al2O3是主成份，其余的均為添加劑。本發明所用Al2O3及添加劑的粒度為10～100nm。
本發明的改性方法是在配料或混料工序時，通過下述的一種或幾種方法完成的A.直接添加納米Al2O3；
B.用納米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；C.直接添加一種或幾種納米粒度的添加劑；D.用相應的納米粒度的材料部分或全部代替原配方中的一種或幾種添加劑；本發明改性方法的納米材料的添加或替代量范圍為0.1～40％(wt)；納米Al2O2可以是α相或γ相；納米SiO2可以是晶態或非晶態；納米TiO2可以是銳鈦礦或金紅石相。
用本發明方法制備出的Al2O3陶瓷，不僅可以顯著地提高陶瓷的強度和斷裂韌性，更重要的是提高了抗熱震性。本發明方法將使Al2O3陶瓷具有更新更廣泛的應用前景。
實施例1.在Al2O3基板材料中添加5％納米Al2O3，其熱穩定性比已有Al2O3陶瓷基板材料提高2～3倍，熱導率提高10～15％，燒結平整度可以提高1、5劃，晶粒度顯著降低。
2.在99瓷中添加10％的納米Al2O3，經1600℃繞結后，陶瓷的強度和斷裂韌性均可以提高50％以上，抗熱震性也大幅度提高。
權利要求
1.一種納米添加氧化鋁陶瓷的改性方法，工藝過程是配料——混料——打漿(或造粒)——成型——燒結，原料用粒度為0.2μm以上的粗晶Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO和MnO等，其特征在于，在配料工序時，可以a.直接添加納米Al2O3；b.用納米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；c.直接添加一種納米粒度的添加劑；d.直接添加幾種納米粒度的添加劑；e.用相應的納米粒度的材料部分替代原配方中一種添加劑；f.用相應的納米粒度的材料全部替代原配方中一種添加劑；g.用相應的納米粒度的材料部分替代原配方中幾種添加劑；h.用相應的納米粒度的材料全部替代原配方中幾種添加劑。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于a.直接添加納米Al2O3；b.用納米Al2O3部分替代原配方中的粗晶Al2O3；c.直接添加一種納米粒度的添加劑；d.直接添加幾種納米粒度的添加劑；e.用相應的納米粒度的材料部分替代原配方中一種添加劑；f.用相應的納米粒度的材料全部替代原配方中一種添加劑；g.用相應的納米粒度的材料部分替代原配方中幾種添加劑；h.用相應的納米粒度的材料全部替代原配方中幾種添加劑。也可以在混料工序時進行。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所用Al2O3的含量為60～99.99％；Al2O3是主成份；SiO2、MgO、TiO2、BaO、MnO、CaO是添加劑。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，用于替代、添加的Al2O3、SiO2、MgO、TiO2、BaO、MnO、CaO的粒度為10～100nm。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，納米材料的添加、替代量范圍為0.1～40％(wt)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，納米Al2O3可以是α相、γ相。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，納米可以是晶態、非晶態。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，納米TiO2可以是銳鈦礦、金紅石相。
全文摘要
本發明方法是在原氧化鋁陶瓷生產工藝的配料或混料工序:a.直接添加納米Al
文檔編號C04B35/10GK1180677SQ9611715
公開日1998年5月6日 申請日期1996年10月25日 優先權日1996年10月25日
發明者李廣海, 張立德 申請人:中國科學院固體物理研究所