一種高抗熱震陶瓷材料制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al2O35.5～30mol%、Nb2O570～94.5mol%。本發(fā)明專利技術(shù)具有高抗熱震性，強度高、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕，性能優(yōu)異，適用范圍廣，從而能夠很好地滿足實際工業(yè)需求。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及功能陶瓷材料
，尤其涉及一種高抗熱震陶瓷材料。
技術(shù)介紹
高抗熱震陶瓷材料具有耐高溫、高強度和低熱膨脹系數(shù)特點，適用于高溫結(jié)構(gòu)陶瓷部件、航天材料、高溫觀察窗、高溫催化劑載體及過濾器、陶瓷坩堝、熱交換器等高新技術(shù)材料制造領(lǐng)域。隨著我國現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和航空航天工業(yè)的快速發(fā)展，對高抗熱震陶瓷材料的需求愈來愈迫切，對其抗熱震性能也有了更高的要求。陶瓷材料的抗熱震性能與其熱膨脹性能和力學(xué)強度密切相關(guān)。陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)越低和力學(xué)強度越高，其抗熱震性能越好。目前，現(xiàn)有技術(shù)這類陶瓷材料通常使用堇青石陶瓷、鋰輝石陶瓷、鈦酸鋁陶瓷等低膨脹陶瓷材料。盡管這些材料熱膨脹系數(shù)較低(I 3X10_6°C _0，但都存在有各自的缺點，難以滿足實際工業(yè)需求。例如，堇青石陶瓷耐酸性差，不能用于腐蝕場所；鋰輝石陶瓷燒成范圍很狹窄(只有10°C左右)，強度低，抗熱震性差；鈦酸鋁陶瓷由于晶格軸向熱膨脹各向異性大而導(dǎo)致產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，其強度低(抗彎強度< lOMPa)，抗熱震性能極差，而且鈦酸鋁陶瓷在750 1300°C時易分解出Al2O3和TiO2,因此這些陶瓷材料在抗熱震場合的應(yīng)用受到了限制。Nb2O5陶瓷具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性和催化性以及較低的熱膨脹性能(20 800°C熱膨脹系數(shù)為-1. 5 2. OX 10_6°C 等，因而在Nb2O5粉體和各種電子陶瓷生產(chǎn)所需陶瓷坩堝、高溫廢氣凈化處理的蜂窩陶瓷、催化劑載體和其它結(jié)構(gòu)陶瓷產(chǎn)品等制備方面有著良好的應(yīng)用前景。但純Nb2O5陶瓷的低膨脹特性主要源于晶格軸向熱膨脹各向異性程度高產(chǎn)生的裂紋，這使得陶瓷體難以燒結(jié)致密，材質(zhì)強度低，從而也使Nb2O5陶瓷表現(xiàn)出很差的抗熱震性能，致使純Nb2O5陶瓷迄今為止還未能獲得實際的工業(yè)應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Nb2O5-Al2O3 二元體系高抗熱震陶瓷材料,并同時具有良好的耐腐蝕性、高溫?zé)岱€(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以滿足工業(yè)生產(chǎn)中對高抗熱震陶瓷材料的迫切需求。本專利技術(shù)的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)本專利技術(shù)提供的一種高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al2035. 5 30mol%、Nb20570 94. 5mol%。優(yōu)選地，其組成為 Al2O3IO 15mol%、Nb20585 90mol%。本專利技術(shù)屬于Nb2O5-Al2O3 二元體系陶瓷材料，按照摩爾百分含量當組成為5.5mol% ( Al2O3 ( 7mol%、93mol% ( Nb2O5 ( 94. 5mol% 時，主要由 Al2Nb50O128 晶相和AlNb11O29 晶相組成；當組成為 7mol% < Al2O3 ≤ 14mol%、86mol% ≤ Nb2O5 < 93mol% 時，主要由Al2O3 *9Nb205 晶相和 AlNb11O2i^H相組成；當組成為 14mol% < Al2O3 ≤ 30mol%、70mol% ≤ Nb2O5< 86mol%時,主要由AlNb11O29晶相和AlNbO4晶相組成。這些晶相的晶粒形狀為柱狀，且相互交錯，有助于提聞材料的強度。本專利技術(shù)高抗熱震陶瓷材料的制備，可采用氧化物為原料直接混合，也可采用各自的前驅(qū)體通過液相或固相方式進行混合，之后通過成型和高溫固相燒結(jié)反應(yīng)得到陶瓷材料。本專利技術(shù)具有以下有益效果(I)具有高抗熱震性，強度高、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕，能夠很好地滿足實際工業(yè)需求。(2)性能優(yōu)異，適用范圍廣，尤其是在陶瓷坩堝、高溫催化劑載體及過濾器、熱交換器、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷部件、高溫觀察窗及其它高溫抗熱震航天材料等生產(chǎn)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。下面將結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進一步的詳細描述。具體實施例方式實施例一1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al2036mol%、Nb20594mol%。2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以草酸鈮((NH4)3 [NbO (C2O4)3])和硝酸鋁(Al(NO3)3 9H20)為原料通過液相法進行制備，其方法如下(I)按照上述Al2O3與Nb2O5的配比稱取適量草酸鈮((NH4) JNbO(C2O4)3])和硝酸鋁(Al (NO3) 3 9H20) ，溶解混合于無水乙醇中攪拌均勻后，加入氨水使之發(fā)生共沉淀反應(yīng)，沉淀物在800°C溫度下煅燒保溫I小時而獲得混合物粉體。(2)混合物粉體經(jīng)造粒和干壓成型后制備成矩形陶瓷材料，然后升溫至1390°C溫度進行燒成，保溫4小時，冷卻時先以10°C/min冷卻至1000°C，最后自然冷卻至室溫，即得到高抗熱震陶瓷材料。實施例二1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al20312. 5mol%、Nb20587. 5mol%02、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以草酸鈮((NH4) 3 [NbO (C2O4) 3])和硝酸鋁(Al(NO3)3 9H20)為原料通過液相法進行制備，其方法同實施例一。實施例三1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al20315mol%、Nb20585mol%o2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以草酸鈮((NH4) 3 [NbO (C2O4) 3])和硝酸鋁(Al(NO3)3 9H20)為原料通過液相法進行制備，其方法同實施例一。實施例四1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al2038mol%、Nb20592mol%o2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以氧化物為原料進行制備，其方法如下(I)按照上述Al2O3與Nb2O5的配比稱取Al2O3微粉和Nb2O5微粉，通過球磨機球磨10小時混合均勻后進行干燥而獲得混合物粉體。(2)混合物粉體經(jīng)造粒和干壓成型后制備成矩形陶瓷材料，然后升溫至1370°C溫度進行燒成，保溫4小時，冷卻時先以10°C/min冷卻至1000°C，最后自然冷卻至室溫，即得到高抗熱震陶瓷材料。實施例五1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al20310mol%、Nb20590mol%o2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以氧化物為原料進行制備，其方法如下(I)按照上述Al2O3與Nb2O5的配比稱取Al2O3微粉和Nb2O5微粉，通過球磨機球磨10小時混合均勻后進行干燥而獲得混合物粉體。(2)混合物粉體經(jīng) 造粒和干壓成型后制備成矩形陶瓷材料，然后升溫至1390°C溫度進行燒成，保溫4小時，冷卻時先以10°C/min冷卻至1000°C，最后自然冷卻至室溫，即得到高抗熱震陶瓷材料。實施例六1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al20320mol%、Nb20580mol%o2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以氧化物為原料進行制備，其方法同實施例五。實施例七1、本實施例高抗熱震陶瓷材料，按照摩爾百分含量其組成為Al20325mol%、Nb20575mol%。2、本實施例高抗熱震陶瓷材料，以氧化物為原料進行制備，其方法同實施例五。本專利技術(shù)實施例陶瓷材料的抗熱震性能測定抗熱震性能測定方法如下將陶瓷材料試樣加熱至8(Krc、ioo(rc和i20(rc并保溫20min，然后取出置于20°C環(huán)境中急冷進行抗熱震試驗，測定樣品熱震測試后抗彎強度，計算其相對原始強度的衰減本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種高抗熱震陶瓷材料，其特征在于按照摩爾百分含量其組成為：Al2O35.5～30mol%、Nb2O570～94.5mol%。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高抗熱震陶瓷材料，其特征在于按照摩爾百分含量其組成為A12035.5 30mol%> Nb20570 94. 5mol%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗熱震陶瓷材料，其特征在于按照摩爾百分含量其組成為=Al2O3IO 15mol%、Nb20585 90mol%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗熱震陶瓷材料，其特征在于按照摩爾百分含量其組成為5. 5mol% ( Al2O3 ( 7mol%、93mol%...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張小珍，巫春榮，周健兒，江瑜華，
申請(專利權(quán))人：景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：