氧化锆增韧莫来石陶瓷晶界玻璃相抗杂剂制作方法

刘维跃

1995年11月29日

1995年4月1日

1995年4月1日

天津大学

C04B35/16GK1112533SQ95103199

增韧 莫来石 晶界 相抗 氧化锆 陶瓷 玻璃

1.一种ZTM陶瓷的组成和工艺、以电熔莫来石为原料，本发明的特征在于配料中加入抗杂剂，配料的组成为ZrO215V01%，电熔莫来石85V01%，抗杂剂0～1.0Wt%，将配料中加入1.5倍的乙醇或其它有机助剂高速球磨8小时，煅烧在800℃下保温1小时，素烧在900～1100℃间以1.5-2.9℃/min缓慢升温，保温1-2hr，烧结是在1580℃下保温4小时进行的2.一种权利要求1所述的ZTM陶瓷的组成和工艺，其特征在于抗杂剂的组成为B2O390W%，A2O310Wt%

本发明属于陶瓷氧化锆增韧莫来石陶瓷的热膨胀小，高温蠕变小，抗热震性能好，但以价格低廉的电熔莫来石为原料制备增韧莫来石陶瓷时，发现高温性能并非随温度呈增长的趋势，这主要是电熔莫来石原料中含有较多的钾、钠离子，这些离子进入陶瓷玻璃相使其粘度降低，从而使玻璃相钝化裂纹的作用受到抑制，导致陶瓷性能恶化[洪金生等 硅酸盐学报 1992∶20(5)∶410;黄文生等 硅酸盐学报 1993∶21(5)∶428;徐友仁等 上海硅酸盐 1989∶3∶105]本发明的目的是通过添加抗杂剂抑制和清除陶瓷中钾、钠离子的作用，提高莫来石增韧陶瓷材料的高温性能本发明的莫来石增韧陶瓷(ZTM)制备工艺流程如下 其中陶瓷的配料为氧化锆 15V01%电熔莫来石 85V01%抗杂剂 0～1.0wt%抗杂剂的配比为B2O390wt%，Al2O310Wt%将上述配料中加入1.5倍重量的乙醇或其它有机助剂，经高速球磨8小时，烘干后，在800℃下煅烧并保温1小时，将成型的坯件在900～1100℃之间素烧(与抗杂剂挥发温度相同)，升温速率为(1.5～2)℃/min，保温1～2小时，使大部分钾、钠离子随抗杂剂迁移至表面挥发出去烧结是在1580℃下保温4小时完成的本发明的以电熔莫来石为原料制备ZTM陶瓷，引入抗杂剂达到了抑制陶瓷玻璃相有害杂质对陶瓷高温力学性能的破坏作用，提高了陶瓷的力学性能，成本低，工艺过程简单，为ZTM陶瓷的实用化提供了有效途经不加本发明抗杂剂的陶瓷KIC在室温为4.4MPa ，800℃为2.9MPa ，加本发明抗杂剂的陶瓷KIC在室温为5.8MPa ，800℃为4.1MPa 实施例按氧化锆15v01%，电熔莫来85V01%，抗杂剂0.5Wt%(抗杂剂配比为B2O390Wt%，Al2O310Wt%)，加入1.5倍重量的乙醇助剂，在高速球磨机中球磨8小时，将球磨料烘干后在800℃煅烧并保温1小时，成型后在900～1100℃之间按1.5℃/min升温至1100℃，保温2小时，烧结是在1580℃，保温4小时进行的制备试样的KIC室温为5.8MPa ，800℃为4.1MPa