摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法，配方包括氧化鋁、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑，工藝包括(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱塑成型；(4)脫脂素?zé)?5)高溫?zé)Y(jié)；本發(fā)明可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品和彩色透明氧化鋁陶瓷制品。
權(quán)利要求
1.一種透明氧化鋁陶瓷制品，主要包括下列成分：(1)氧化鋁 100(2)燒結(jié)劑 0.01-7(3)塑化劑 8-35(4)潤(rùn)滑劑 0.2-7。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明氧化鋁陶瓷制品，其特征在于：所述成分中還可以根據(jù)要求加入：(5)上色劑 0.01-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明氧化鋁陶瓷制品，其特征在于：所述燒結(jié)劑為氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鑭(La2O3)、氧化鋯(ZrO)、氧化釷(ThO2)、氧化鋇(BaO)、氧化鈮(No2O5)、鎂化合物、鋯化合物、鈣化合物、鋇化合物的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明氧化鋁陶瓷制品，其特征在于：所述塑化劑為石蠟、聚本乙烯、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚乙烯醇、酞酸二乙酯、酞酸二丁酸、酞酸二辛酸、脂肪酸酯的一種或多種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透明氧化鋁陶瓷制品，其特征在于：所述上色劑為氧化鉻(Cr2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鐠(Pr6O11)的一
種。
6.一種透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，主要包括下列步驟：(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱塑成型；(4)脫脂素?zé)?5)高溫?zé)Y(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，其特征在于；所述步驟(3)采用熱壓鑄成型或熱注射成型方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，其特征在于：所述步驟(4)在低溫下慢速進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，其特征在于：所述步驟(5)在大氣壓的氫氣氛或真空條件下進(jìn)行，溫度為1580-1880℃。
說(shuō)明
透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法，更具體地說(shuō)是一種形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法。
背景技術(shù)
如能生產(chǎn)出形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品，將是透明氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的一大進(jìn)步。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是：提供一種透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法，以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品。
本發(fā)明的第二目的是：提供一種透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法，以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶彩色透明氧化鋁陶瓷制品。
本發(fā)明的第三目的是：提供一種透明氧化鋁陶瓷制品及其制造方法，以生產(chǎn)形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品和彩色透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種透明氧化鋁陶瓷制品，主要包括下列成分：(1)氧化鋁 100(2)燒結(jié)劑 0.01-7(3)塑化劑 8-35(4)潤(rùn)滑劑 0.2-7一種透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，主要包括下列步驟：(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱塑成型；(4)脫脂素?zé)?5)高溫?zé)Y(jié)。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：一種透明氧化鋁陶瓷制品，主要包括下列成分：
(1)氧化鋁 100(2)燒結(jié)劑 0.01-7(3)塑化劑 8-35(4)潤(rùn)滑劑 0.2-7上述成分中還可以根據(jù)要求加入：(5)上色劑 0.01-2所述燒結(jié)劑為氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鑭(La2O3)、氧化鋯(ZrO)、氧化釷(ThO2)、氧化鋇(BaO)、氧化鈮(No2O5)、鎂化合物、鋯化合物、鈣化合物、鋇化合物的一種或多種組合；所述塑化劑為石蠟、聚本乙烯、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚乙烯醇、酞酸二乙酯、酞酸二丁酸、酞酸二辛酸、脂肪酸酯的一種或多種組合；所述上色劑為氧化鉻(Cr2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鐠(Pr6O11)的一種。
一種透明氧化鋁陶瓷制品的制造方法，主要包括下列步驟：(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱塑成型；(4)脫脂素?zé)?5)高溫?zé)Y(jié)。
所述步驟(3)中的成型工藝采用熱壓鑄成型或熱注射成型方法；所述步驟(4)中的脫脂工藝在低溫下慢速進(jìn)行；所述步驟(5)中的高溫?zé)Y(jié)工藝可在大氣壓的氫氣氛或真空條件下進(jìn)行，溫度為1580-1880℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：為了解決透明氧化鋁的生產(chǎn)難題，獲得開(kāi)關(guān)復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的高密度多晶透明氧化鋁陶瓷制品，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期充分的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)把氧化鋁粉末和燒結(jié)劑、塑化劑(增塑劑)、潤(rùn)滑劑加熱混合均勻，配制合成熱塑瓷料，經(jīng)過(guò)熱塑成型工藝(熱壓鑄或熱注射成型)，使熱塑瓷料熱塑成型為坯制品，再通過(guò)排塑素?zé)?600-1900℃大氣壓的氫氣氛或真空的條件下，燒結(jié)成透明氧化鋁制品。本發(fā)明人還進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)把氧化鋁粉末和燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑、上色劑加熱混合均勻，配制合成熱塑塑料，經(jīng)過(guò)熱塑成型工藝(熱壓鑄或熱注射成型)，使熱塑瓷料熱塑成型為坯制品，再通過(guò)排塑素?zé)谠?600-1900℃大氣壓的氫氣氛或真空的條件下，燒結(jié)成彩色的透明氧化鋁制品。
本發(fā)明人在多年從事氧化鋁陶瓷制品的生產(chǎn)中，研究出多元氧化物復(fù)合添加劑的工藝方法，多元氧化物復(fù)合添加劑由兩類(lèi)氧化物添加劑復(fù)合組成：一為促進(jìn)燒結(jié)、結(jié)晶細(xì)微的燒結(jié)劑；二為制作彩色透明氧化鋁陶瓷制品的上色劑；在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究出多元氧化物復(fù)合功能塑化劑，多元氧化物復(fù)合功能塑化劑由四類(lèi)不同功能的添加劑復(fù)合組成：一為促進(jìn)燒結(jié)、結(jié)晶細(xì)微的燒結(jié)劑；二為制作彩色透明氧化鋁陶瓷制品的上色劑；三為便于粘合熱塑成型易排塑的塑化劑；四為增加材料表面活性的潤(rùn)滑劑；采用多元氧化物復(fù)合功能塑化劑，輔以特定的嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝方法，就可以突破目前透明氧化鋁陶瓷生產(chǎn)工藝的局限，從而制得晶粒細(xì)微、形狀復(fù)雜、尺寸精確、致密透光的透明氧化鋁陶瓷制品和彩色透明氧化鋁陶瓷制品，拓寬透明氧化鋁陶瓷的使用范圍，利用其透明耐高溫的特性，生產(chǎn)形狀復(fù)雜的光源透明氧化鋁陶瓷制品，利用其很硬耐磨特性生產(chǎn)形狀復(fù)雜的工業(yè)透明氧化鋁陶瓷制品。
多元氧化物復(fù)合添加劑由兩類(lèi)氧化物添加劑復(fù)合組成：1.利于促進(jìn)燒結(jié)，結(jié)晶細(xì)微的燒結(jié)劑：氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鑭(La2O3)、氧化鋯(ZrO)、氧化釷(ThO2)、氧化鋇(BaO)、氧化鈮(No2O5)、鎂化合物、鋯化合物、鈣化合物、鋇化合物的一種或多種組合；2.制作彩色陶瓷的上色劑：氧化鉻(Cr2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鐠(Pr6O11)的一種。
多元氧化物復(fù)合塑化劑由四類(lèi)不同功能的添加劑復(fù)合組成：1.利于促進(jìn)燒結(jié)、結(jié)晶細(xì)微的燒結(jié)劑：氧化鎂(MgO)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈹(BeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鑭(La2O3)、氧化鋯(ZrO)、氧化釷(ThO2)、氧化鋇(BaO)、氧化鈮(No2O5)、鎂化合物、鋯化合物、鈣化合物、鋇化合物的一種或多種組合。
2.制作彩色陶瓷制品的上色劑：氧化鉻(Cr2O3)、氧化鈷(CoO)、氧化鐠(Pr6O11)的一種。
3.便于粘合熱塑成型易排塑的塑化劑：石蠟、聚本乙烯、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素、丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂、聚乙烯醇、酞酸二乙酯、酞酸二丁酸、酞酸二辛酸、脂肪酸酯的一種或多種組合。
4.增加材料表面活性的潤(rùn)滑劑：油酸、蜂蠟、硬脂酸、軟脂酸、硬脂酸鋁、硬脂酸鎂、硬脂酸二甘酯、PAY粉、礦物油、植物油、動(dòng)物油。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：具體實(shí)施方式實(shí)施例一：采用熱壓鑄成型工藝制作形狀復(fù)雜的透明氧化鋁陶瓷制品：采用下列配方：(1)氧化鋁(Al2O3) 100 主料(2)氧化鎂(MgO) 0.01-1 燒結(jié)劑(3)氧化釔(Y2O3) 0.01-1 燒結(jié)劑(4)氧化鋇(BaO) 0.01-1 燒結(jié)劑(5)石蠟 8-35 塑化劑(6)蜂蠟 0.1-2 潤(rùn)滑劑(7)油酸 0.1-2 潤(rùn)滑劑；采用下列工藝：(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱壓塑成型，制成坯制品；(4)脫脂素?zé)蜏芈龠M(jìn)行，升溫速度為：室溫-100℃ 10℃左右/小時(shí)100-300℃ 10-20℃/小時(shí) 其中150、200、250保溫2-3小時(shí)300-500℃ 50℃左右/小時(shí)500-1150℃ 100-200℃/小時(shí) 保溫2小時(shí)；
(5)高溫?zé)Y(jié)，在大氣壓的氫氣氛或真空條件下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，溫度為1580-1880℃，較好為1750-1850℃。
實(shí)施例二：采用熱注射成型工藝制作形狀復(fù)雜的粉紅色透明氧化鋁陶瓷制品：采用下列配方：(1)氧化鋁(Al2O3) 100 主料(2)氧化鎂(MgO) 0.01-1 燒結(jié)劑(3)氧化鋯(ZrO) 0.01-1 燒結(jié)劑(4)氧化釔(Y2O3) 0.01-1 燒結(jié)劑(5)氧化鉻(Cr2O3) 0.01-1 上色劑(6)聚乙烯 8-25 增塑劑(7)聚丙烯 3-10 增塑劑(8)40號(hào)油 3-10 潤(rùn)滑劑(9)硬脂酸 1-3 潤(rùn)滑劑(10)石蠟 1-5 潤(rùn)滑劑采用下列工藝：(1)將氧化鋁粉末、燒結(jié)劑、塑化劑、潤(rùn)滑劑按比例配料；(2)加熱、混合均勻制成熱塑瓷料；(3)熱注射成型，制成坯制品；(4)脫脂素?zé)?，低溫慢速進(jìn)行，升溫速度為：室溫-150℃ 30℃左右/小時(shí)130-300℃ 10-20℃/小時(shí) 其中170、200、250保溫3小時(shí)300-500℃ 30-50℃左右/小時(shí)500-1100℃ 100℃/小時(shí)；(5)高溫?zé)Y(jié)，在大氣壓的氫氣氛或真空條件下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，溫度為1580-1880℃，較好為1750-1850℃。
以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了比較詳細(xì)的敘述，并給予了特定的實(shí)施例，但為了獲得較高的透光率，提高其制品的透明度，各種材料應(yīng)選用純度較高，氧化鋁粉末較好選用多面體初級(jí)顆粒，且具有5m2/gBET比表面積、純度99.99％或更高的α相氧化鋁。