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。氧化铝陶瓷行业的发展将带动相关产业链的协同发展,促进经济增长。福建99瓷陶瓷单价
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。汕尾光伏陶瓷单价采用先进的成型技术可以制造出复杂形状的氧化铝陶瓷部件。
上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。[1]氧化铝陶瓷成型方法氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。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。
原料包括:35%~99%的氧化铝、%~60%的氧化锆及%~%的烧结助剂,且原料的粒径均为纳米级,烧结助剂包括氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铪及氧化钾。通过添加氧化锆,使氧化锆分布在氧化铝基体中,由于氧化铝与氧化锆的膨胀系数存在差异,在烧结冷却的过程中,氧化锆颗粒上的应力得到松弛,四方相转变为单斜相而使体积发生膨胀,从而产生微裂纹,达到增韧氧化铝的效果,提高氧化铝陶瓷的强度。上述烧结助剂能够有效地**晶粒长大,提高晶粒的均一性,以提高陶瓷强度。将原料的粒径均设置为纳米级,能够(小得到的氧化铝陶瓷的晶粒尺寸,且使氧化铝陶瓷的密度提高。具体地,氧化铝的平均粒径为100nm~300nm,氧化锆的平均粒径为10nm~50nm。烧结助剂的平均粒径为100nm~300nm。氧化铝、氧化锆及烧结助剂的平均粒径设置为上述值时能够进一步减少氧化铝陶瓷的晶粒尺寸,提高氧化铝陶瓷的性能。具体地,按原料的总质量计,烧结助剂包括质量百分含量为%~%的氧化镁、质量百分含量为%~%的氧化钙、质量百分含量为%~%的氧化钠、质量百分含量为%~%的氧化铪及质量百分含量为%~%的氧化钾。在氧化铝中添加上述烧结助剂能够降低烧结温度,**晶粒的生长。在航空航天领域的应用,减轻了飞行器的重量,同时提高了部件的性能和安全性。
对比例7对比例7的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,常压烧结的时间为1h,热等静压烧结的时间为4h。对比例8对比例8的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,常压烧结的时间为5h,热等静压烧结的时间为。对比例9对比例9的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,进行常压烧结,不进行热等静压烧结。对比例10对比例10的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,进行热等静压烧结,不进行常压烧结。对比例11对比例11的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,常压烧结的温度为1300℃,热等静压烧结的温度为1400℃。对比例12对比例12的氧化铝陶瓷的制备过程与实施例1的氧化铝陶瓷的制备过程相似,区别在于:步骤(3)中,常压烧结的温度为1600℃,热等静压烧结的温度为1200℃。采用gb-t25995-2010阿基米德排水法测试实施例1~实施例5和对比例1~对比例12的氧化铝陶瓷粉体材料的致密度。在电子工业中,氧化铝陶瓷用于制作基板、绝缘片和封装材料。东莞光伏陶瓷厂家
氧化铝陶瓷的绝缘性能良好,是电气绝缘领域的常用材料,能保障电气设备的安全运行。福建99瓷陶瓷单价
C、阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。需要注意的是,由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的(重结晶烧结),故晶体内的气孔较难填充,气密性较差,因而电气性能下降较多,在配方设计时要加以考虑。【烧成中形成液相的添加剂】这类添加剂的化学成分主要有SiO2、CaO、MgO、SrO、BaO等,它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成温度低,因而地降低了氧化铝瓷的烧结温度。当有相当量(约12%)的液相出现,固体颗粒在液相中有一定的溶解度及固相颗粒能被液相润湿时,其促进烧结作用也更明显。其作用机理在于液相对固相表面的润湿力及表面张力,两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。此外,烧结过程中因细小有缺陷的晶体表面活性大,故在液相中的溶解度要比大晶体的大得多。这样,烧结过程中小晶体不断长大,气孔减小,出现重结晶。为了防止因重结晶使晶粒过分长大,影响陶瓷的机械性能,在配方设计中需考虑选用一些对晶粒增大无影响甚至能**晶粒增大的添加物,如MgO、CuO和NiO等。3采用特殊烧成工艺来降低烧结温度采用热压烧结工艺,在对坯体加热的同时进行加压,那么烧结不仅是通过扩散传质来完成。福建99瓷陶瓷单价