本發明專利技術涉及一種具有特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其首先制備得到氧化鋁溶膠，然后將氧化鋁溶膠注入到具有特定形狀的模具中，靜置至漿體固化，取出，干燥，燒結得到具有所述特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。本發明專利技術提供的方法能夠成功制備具有特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料，因而所得亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料具有更高的耐磨性；此外，本發明專利技術方法工藝簡單、環保，適于大規模工業化生產。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法以及由該方法制得的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。
技術介紹
氧化鋁基陶瓷材料是具有高熔點、高硬度、高耐磨、絕緣、耐熱等優異性能的先進陶瓷，尤其是在磨料磨具行業有非常廣泛的應用。微晶氧化鋁磨料是具有革命性的新一代磨料，其中每個磨粒都是具有亞微米晶粒的氧化鋁陶瓷，因此也稱陶瓷磨料。與白剛玉等普通磨料相比，它切削能力強，磨削效率較高，可以進行大切深、大進給和成型磨削；自銳性好，磨削熱少，磨削溫度低，不燒傷工件； 韌性高，能夠不斷暴露出新的切削面，可以使砂輪保持較高的磨削穩定性，并且砂輪壽命大大增加。與超硬磨料(人造金剛石和立方氮化硼(CBN)相比，它不僅磨具通用性好，可用于干式磨削或濕式磨削，用水或油冷卻；可用于研磨黑色或有色金屬；還可有效地應用于韌性不銹鋼、耐熱合金等特殊材料的磨削；價格也遠低于CBN和金剛石等超硬磨料。現有技術中，微晶氧化鋁磨料基本上都是呈形狀不規則的顆粒狀。例如中國專利技術專利ZL200510112725. O所公開的微晶氧化鋁陶瓷顆粒的制備方法制備得到的微晶氧化鋁陶瓷顆粒。該專利公開的制備方法是采用超細氫氧化鋁為起始原料制備出的α-氧化鋁，再與氫氧 化鋁和擬薄水鋁石混合研磨，配制成懸浮液，制備成凝膠體干燥、破碎后，在 1250°C 1650°C的溫度下燒結，破碎、篩分，制得微晶氧化鋁陶瓷顆粒。此外，按照上述專利制備的氧化鋁漿料在燒結時，由于燒結收縮較大，會導致凝膠體變形過大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供。為解決以上技術問題，本專利技術所采取如下技術方案，其首先制備得到氧化鋁溶膠，然后將氧化鋁溶膠注入到具有特定形狀的模具中，靜置至漿體固化，取出，干燥，燒結得到具有所述特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。根據本專利技術，所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料是指氧化鋁陶瓷磨料中的晶粒尺寸在100 500nm之間的氧化招陶瓷磨料。根據專利技術的一個具體和優選方面，所述氧化鋁溶膠的制備步驟如下將勃姆石分散在去離子水中，其中，勃姆石與水的重量比為I :2 20，然后加入酸調節pH至2 5，攪拌至成均勻的漿狀，即為氧化鋁溶膠。優選地，勃姆石與水的重量比為I :4 5，并且加入酸調節PH至:Γ4。優選地，在將氧化鋁溶膠注入模具前，在所述氧化鋁溶膠中加入重量為氧化鋁溶膠重量的5% 10%的甲基纖維素或聚乙烯醇或二者的混合物。更優選地，甲基纖維素或聚乙烯醇或二者的混合物的加入量為6% 7%。根據本專利技術，所述的模具的材質優選為耐高溫耐酸材料，例如可以為不銹鋼、聚丙烯塑料、聚四氟乙烯中的一種。根據本專利技術，使氧化鋁溶膠固化的一個具體方法是在7(T10(TC的環境中靜置 I 3天，隨水分的減少，而自然固化。由于有甲基纖維素或聚乙烯醇的存在，采取該方法可以克服氧化鋁溶膠在燒結過程中收縮過大的問題。優選地，所述的干燥的溫度為7(T10(TC，所述的燒結的溫度為130(Tl65(rC，燒結時間為廣4小時。所述的特定形狀優選不包括球形。更優選地，所述的特定形狀為多邊形或圓柱形。 多邊形包括三角形，矩形，正方形、菱形、五邊形等等。進一步優選地，所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的形狀為三角形；或者，所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的形狀為圓柱形，當量直徑為需要的目數，如60目、80目、100目、180目、300目、400目。本專利技術還涉及由上述方法制備得到的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料，其形狀為多邊形或圓柱形。根據本專利技術，作為原料的勃姆石的純度優選大于等于98. 5%。調節pH用的酸為可以為選自硝酸、鹽酸、草酸及氫氟酸中的一種或多種。這些酸可以為直接購買所得的工業級酸或者經過稀釋的酸。本領域技術人員為了調節pH的目的，可以選擇合適的酸的濃度。由于采用上述技術方案，本專利技術與現有技術相比具有以下優點申請人發現，亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料為規則的某種形狀特別是為多邊形和圓柱形時，其耐磨性能相比不規則形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的耐磨性顯著提高。本專利技術提供的方法能夠成功制備具有特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料，因而所得亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料具有更高的耐磨性；此外，本專利技術方法工藝簡單、環保，適于大規模工業化生產。具體實施方式下面將結合具體的實施例對本專利技術做進一步詳細的說明實施例I本實施例提供一種三角形亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其具體包括如下步驟(I)、稱取50g的勃姆石，將其分散在200克去離子水中，控制其含量在20wt%左右；加入一定量的工業硝酸，調節PH為4，長時間攪拌，攪拌速度控制在IOOOrpm之間，制備得到氧化鋁的溶膠；在溶膠中加入6%的甲基纖維素。(2)、在不銹鋼膜帶材料上采用刻蝕的方法加工出具有三角形形狀的空腔，并將氧化鋁溶膠注入模具中，模具三角形外接直徑為O. 160_，在70°C靜置2 3天，使模具中的漿體固化，收縮，取出。(3)、將固化的漿體在溫度80°C下干燥I小時、于溫度1350°C下燒結2小時，即得三角形亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。所制備的氧化鋁陶瓷磨料的當量直徑為O. 127±5%mm ;形狀為規整的三角形；破損率> 1% ;致密度術99. 9% ;耐磨指數(耐磨性)術65。實施例2本實施例提供一種圓柱形亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其具體包括如下步驟(I)、稱取50g的勃姆石，將其分散在200克去離子水中，控制其含量在20wt%左右；加入一定量的工業硝酸，調節PH為4，長時間攪拌，攪拌速度控制在IOOOrpm之間，制備得到氧化鋁的溶膠；在膠體中加入6%的甲基纖維素。(2)、在不銹鋼膜帶材料上采用刻蝕的方法加工出具有圓柱形狀的空腔，并將氧化鋁溶膠注入模具中，模具圓柱形直徑為O. 160_，在90°C靜置I 2天，使模具中的漿體固化，收縮，取出。(3)、將固化的漿體在100°C下干燥O. 5小時、于溫度1370°C下燒結2小時，即得圓柱形亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。所制備的氧化鋁陶瓷磨料的直徑為O. 127±5%mm ;形狀為規整的圓柱形；破損率 > 1% ;致密度:術99. 9% ;耐磨指數(耐磨性)術63。對比例I本對比例提供一種不規則亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其具體包括如下步驟(1)、稱取50g的勃姆石，將其分散在200克去離子水中，控制其含量在20wt%左右；加入一定量的工業硝酸，調節PH為4，長時間攪拌，攪拌速度控制在IOOOrpm之間，制備得到氧化鋁的溶膠；(2)、氧化鋁溶膠注入模具中，室溫靜置I 2天，使模具中的漿體固化，收縮，取出。(3)、對固化的漿體進行干燥、于溫度1350°C下燒結2小時，粉碎，得到亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。所得氧化鋁陶瓷磨料致密度術99. 9% ;形狀不規則；耐磨指數(耐磨性)> 45。通過上述實施例和對比例可見，納米晶氧化鋁陶瓷磨料為三角形和圓柱形時，其耐磨性及其它性能均比不規則形狀有很大提高。上述實施例只為說明本專利技術的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本專利技術的內容并據以實施，并不能以此限制本專利技術的保護范圍，凡根據本專利技術精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其特征在于：所述方法首先制備得到氧化鋁溶膠，然后將氧化鋁溶膠注入到具有特定形狀的模具中，靜置至漿體固化，取出，干燥，燒結得到具有所述特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。
【技術特征摘要】
1.一種具有特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其特征在于所述方法首先制備得到氧化鋁溶膠，然后將氧化鋁溶膠注入到具有特定形狀的模具中，靜置至漿體固化，取出，干燥，燒結得到具有所述特定形狀的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料。2.根據權利要求I所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其特征在于所述氧化鋁溶膠的制備步驟如下將勃姆石分散在去離子水中，其中，勃姆石與水的重量比為I :2 20，然后加入酸調節pH至2 5，攪拌至成均勻的漿狀，即為氧化鋁溶膠。3.根據權利要求I所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其特征在于在將氧化鋁溶膠注入模具前，在所述氧化鋁溶膠中加入重量為氧化鋁溶膠重量的5% 10%的甲基纖維素或聚乙烯醇或二者的混合物。4.根據權利要求I所述的亞微米晶氧化鋁陶瓷磨料的制備方法，其特征在于所述的模具的材質為不銹鋼、聚丙烯塑料或聚四氟乙烯。5.根據權利要求I或3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴杰，馮濤，張濤，蔣丹宇，鄧浩，陳家凡，
申請(專利權)人：蘇州創元新材料科技有限公司，中國科學院上海硅酸鹽研究所，
類型：發明
國別省市：
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