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本发明涉及陶瓷材料领域,特别是涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法和陶瓷轴承。背景技术:陶瓷轴承广泛应用于各类微型电机散热风扇、仪器仪表、办公设备、智能家居、家用电器、医疗器械等领域。由于陶瓷轴承具有耐磨性好、耐化学腐蚀性好、密度低、热膨胀系数低、弹性模量高等,相对于金属与塑料,在高速轴承、水冷式散热轴承等领域应用具有更高的使用寿命。氧化铝具有高硬度、高耐磨、耐化学腐蚀性能,但氧化铝在施加外力的情况下,很难发生滑移,因而表现出断裂韧性较低的劣势。技术实现要素:基于此,有必要提供一种断裂韧性较高的氧化铝陶瓷的制备方法。此外,还提供一种氧化铝陶瓷和陶瓷轴承。一种氧化铝陶瓷的制备方法,包括如下步骤:将原料混合,得到陶瓷粉体,其中,按质量百分含量计,所述原料包括:35%~99%的氧化铝、%~60%的氧化锆及%~%的烧结助剂,且所述原料的粒径均为纳米级,所述烧结助剂包括氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铪及氧化钾;将所述陶瓷粉体成型,得到陶瓷坯体;及将所述陶瓷坯体先在1400℃~1500℃下进行常压烧结,然后在1300℃~1350℃、100mpa~200mpa下进行热等静压烧结,得到氧化铝陶瓷。在其中一个实施例中。这种材料的高抗压强度使其在结构应用中非常可靠。金华柱塞陶瓷供应
常用成型介绍:1、干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方式。压机大压力为200Mpa。产量每分钟可达15~50件。由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获大自由流动效果,取得好压力成型效果。2、注浆成型法:注浆成型是氧化铝陶瓷使用早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。广东透明陶瓷批发价这种材料的高抗拉强度使其在结构应用中表现出色。
3、发泡法发泡法是一种通过向氧化铝陶瓷浆料中加入起泡剂,或者通过快速搅拌将气体引入到陶瓷坯体,然后再经过烧结获得多孔氧化铝陶瓷材料的方法。与有机泡沫浸渍法相比,发泡法可以制备出小孔径的闭口气孔,通过控制发泡剂的用量和发泡时间等因素,可以得到所需孔径尺寸的多孔氧化铝陶瓷。常用的发泡剂有碳化钙、氢氧化钙、双氧水等。图2多孔氧化铝陶瓷SEM图发泡法***是:工艺较为简单、成本也很低;缺点是:气体的产生不能精确控制,孔径大小不均匀,气孔密度无法控制。此外,由于热力学不稳定,气泡间易于相互结合形成较大的气泡以降低系统自由能。通常采用加入表面活性剂的方法来降低气-液界面能。4、颗粒堆积工艺颗粒堆积工艺利用小颗粒易于烧结,在高温下产生液相的特点,使氧化铝颗粒连接起来制备多孔陶瓷。在该工艺中,对于孔径尺寸的控制可以通过选择不同粒径的颗粒来实现,所得多孔氧化铝陶瓷中孔径大小与颗粒粒径成正比,氧化铝颗粒粒径越大,形成的孔径就越大;颗粒越均匀,产生的气孔分布越均匀。一般来说,原料颗粒的尺寸应为所需孔径尺寸的三至六倍。但是当需要获得大气孔时,就要选择较大的颗粒,容易造成烧结困难。为了降低烧结温度。
,这种过于集中的特点会造成严重的局部重复建设和资源浪费,不利于我国建筑陶瓷工业的、可持续发展;第二,容易造成企业间的恶性竞争,不利于我国建筑陶瓷工业的**发展;第三,容易造成产品的局部供大于求,而过剩部分的产品要外销特别是销往较远的(如东北、西北等)地区,销售成本无疑会增加;第四,容易造成主要原材料的缺乏,这些原料长期大量外购,也会增加生产成本。二、发展趋势氧化铝陶瓷作为**陶瓷中应用广的一种材料,伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势:(1)技术装备水平将快速提高:计算机技术和数字化控制技术的发展促进了**陶瓷材料工业的技术进步和快速发展,诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能制粉造粒设备等净压成型设备等**的成套设备有利地推动了行业整体水平的提高,同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善;(2)产品质量水平不断提高:国内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有,产业规模从小到大,产品质量从低到较高,经历了一个快速发展的历程;(3)产业规模将迅速扩大:微晶氧化铝陶瓷制品作为其它行业或领域的基础材料,受着其它行业发展水平的影响和限制。从氧化铝陶瓷的应用情况看,应用范围越来越宽,用量越来越大。氧化铝陶瓷的耐磨损性能使其在机械部件中非常耐用。
然后在100℃干燥、700℃下排胶,得到陶瓷坯体。(3)先将陶瓷坯体在1400℃下常压烧结2h,然后以氮气为加压介质,在1350℃、100mpa下进行热等静压烧结1h,得到氧化铝陶瓷。实施例2本实施例的氧化铝陶瓷的制备过程具体如下:(1)按质量百分含量计,称取如下原料:35%al2o3、60%zro2和%烧结助剂,其中,烧结助剂为%mgo、%cao、%na2o、%hf2o及%k2o的混合物。然后将上述原料与氧化锆球及酒精按质量比为1∶2∶1混合,并在高能球磨机中进行湿磨48h,再在60℃下干燥24h,然后过300目筛网,得到陶瓷粉体。(2)将陶瓷粉体进行冷等静压成型,然后在100℃干燥、700℃下排胶,得到陶瓷坯体。(3)先将陶瓷坯体在1400℃下常压烧结2h,然后以氮气为加压介质,在1350℃、100mpa下进行热等静压烧结1h,得到氧化铝陶瓷。实施例3本实施例的氧化铝陶瓷的制备过程具体如下:(1)按质量百分含量计,称取如下原料:99%al2o3、%zro2和%烧结助剂,其中,烧结助剂为%mgo、%cao、%na2o、%hf2o及%k2o的混合物。然后将上述原料与氧化锆球及酒精按质量比为2∶3∶2混合,并在高能球磨机中进行湿磨72h,再在70℃下干燥18h,然后过350目筛网,得到陶瓷粉体。(2)将陶瓷粉体进行冷等静压成型。氧化铝陶瓷的耐腐蚀性使其在化工设备中非常受欢迎。东莞绝缘陶瓷定制
这种材料的低热膨胀系数有助于提高精密仪器的稳定性。金华柱塞陶瓷供应
通过上述的黑色氧化铝陶瓷造粒粉制得,相较于现有技术中的黑色氧化铝陶瓷,本发明的黑色氧化铝陶瓷具有较强的抗热震性。附图说明图1为本实施例1制备的黑色氧化铝陶瓷造粒粉的sem图。具体实施方式为详细地说明本发明的技术内容、构造特征、实现的效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。实施例1一种黑色氧化铝陶瓷造粒粉的制备方法,其步骤包括:1)向球磨机中加入直径为3-8mm的高纯氧化铝球150kg,其中直径为3mm的高纯氧化铝球、直径为5mm的高纯氧化铝球、直径为8mm的高纯氧化铝球的质量分别为60kg、60kg、30kg,随后加入100kg去离子水、100kg氧化铝煅烧粉、500g氧化钇、500g氧化钙、500g分散剂、200g润湿剂,球磨15h后得到预配浆料;2)向预配浆料中加入9kg黑料球磨6h,再加入5kg粘结剂和400g离型剂继续球磨4h,得到浆料;3)将浆料过筛处理,然后转移到储存罐中进行离心喷雾造粒,离心喷雾造粒的工艺为:进风温度设为250℃,出风温度设为110℃,转速设为7000rpm/min,制得黑色氧化铝陶瓷造粒粉;4)将黑色氧化铝陶瓷造粒粉过80目振动筛网。得到粒径均一的黑色氧化铝陶瓷造粒粉。实施例21)向球磨机中加入直径为3-8mm的高纯氧化铝球200kg。金华柱塞陶瓷供应