專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制備致密氧化釔陶瓷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制 術(shù)，具體為一種審lj備致密氧化紀(jì)陶瓷的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)氧化紀(jì)鶴為72萬(wàn)噸，是世界上f糧最最豐富的國(guó)家。開(kāi)發(fā)和禾,氧化 釔不僅能夠加大我國(guó)豐富的氧化憶資源的開(kāi)發(fā)和利用，而且會(huì)辦改善我國(guó)氧化乾 的生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家在新材料開(kāi)發(fā)和利用上的競(jìng)爭(zhēng)力。
另一方面，鈦和鈦合金是極其重要的結(jié)構(gòu)和功能材料，在航空、航天、車(chē)輛 工程、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。另外， 鈦和鈦合錄件以離高的成形靈活性和較低的制造成本，倍受?chē)?guó)內(nèi)夕W究者們 的廣泛關(guān)注。然而，由于熔融狀態(tài)下鈦具有很高的化學(xué)活性，在鑄造過(guò)程中很容 易與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鑄件的表面質(zhì)量惡化、力學(xué)性能降低，所以鈦和 鈦合金的熔煉和鑄i^隹度較高，提高耐火材料的抗侵蝕性育樹(shù)鈦工業(yè)的發(fā)展舉足 輕重。雖然石墨、金屬氧化物(氧化鋯、氧化韓、氧化紀(jì)等)等耐火材料能基本滿(mǎn)
足要求，但是主要存在兩方面缺陷一方面是在鑄件表面生成反應(yīng)層，影響鑄件 的表面質(zhì)量；另一方面是在熔煉和鑄造過(guò)程中由于化學(xué)侵蝕，耐火材料的性能下 降、使用壽命降低。這些缺陷都集中在耐火材料和熔融鈦的界面上，所以研究鈦 和鈦合金與耐火材料的界面反頗于改善鈦和鈦合金鑄件的性能、提高耐火材料 的4頓壽命是非常有意義的。研究表明，氧化釔與牽級(jí)鈦合金的反應(yīng)非常小，是 一種性能優(yōu)異的鈦合金熔煉湘鑄造用耐火材料。但是氧化紀(jì)熔點(diǎn)較高，難以制備 致密的氧化憶陶瓷材料，氧化紀(jì)坩堝在鈦工業(yè)上的應(yīng)用極少，所以制備致密氧化 釔陶瓷具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用添加燒結(jié)助劑方法，100(TC-180(TC下加熱可制備致密的氧化乾陶 瓷。根據(jù)氧化紀(jì)來(lái)源的不同，實(shí)施方法可以分為兩種
(1) 直接燒結(jié)法
以氧化憶粉末為原料，將燒結(jié)助劑和氧化紀(jì)粉末混勻成型后，1300°C-1800 'C下加熱即可獲得致密氧化紀(jì)陶瓷
A:氧化f乙粉末粒徑0國(guó)500nm，純度80-99.9wt%;
B:燒結(jié)助劑含有銬、硅等元素的物質(zhì)，如氧化轉(zhuǎn)、氧化硅、碳,等；
C:燒結(jié)助劑添加量含鈣、硅等元素物質(zhì)的含有量為0-20md%;
D:燒結(jié)制度既可采用直接加熱和冷卻的方法，也可采用fffi預(yù)熱后高溫
燒結(jié)，然后低溫繼續(xù)加熱的燒結(jié)制度。其中，高溫加熱的溫度為1300XM80(TC;
E:氧化憶陶瓷密度大于92%。
(2) 兩步法
將溶于水的含f乙物質(zhì)和含有燒結(jié)助劑成分的物質(zhì)溶解于水或者陣7jC溶液，利 用共沉淀等方法獲得納米級(jí)的粉末原料；或者采用燃燒合成法制備納米級(jí)粉末。 在一定條件下將納^^末成型后1000。C-180(TC加熱即可獲得致密氧化乾陶瓷
A:含釔物質(zhì)檸檬酸釔或能夠溶于水的硝酸乾、氯化釔等物質(zhì)；
B:燒結(jié)助劑含硅、鈣等元素的物質(zhì)，如硝,、六氟硅酸鈉、氯化轉(zhuǎn)等;
C:燒結(jié)助齊膝加量含轉(zhuǎn)、硅等元素物質(zhì)的含有量為0-20mol%;
D:納^^末獲得方法可以采用共沉淀法、水熱法，溶膠-凝膠法等方法， 也可采用ii燒合成^去；
E:燒結(jié)制度既可采用普通燒結(jié)方法，也可采用低溫預(yù)熱后高溫?zé)Y(jié)，然
后低溫繼續(xù)加熱的燒結(jié)制度。其中，高溫加熱的鵬為100(TC-180(rC;
F:氧化銘陶瓷密度大于95%。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 在較低燒結(jié)^^下制備致密的氧化紀(jì)陶瓷，既節(jié)能環(huán)保，又提高了生產(chǎn)效率。
2. 方法二會(huì),精確控制燒結(jié)助劑的含量，使它們非常均勻的分散，獲得納米級(jí)原料。利用該原料1000。C以上加熱后便可獲f導(dǎo)致密氧化釔陶瓷。 3.工藝簡(jiǎn)單，設(shè) 資少，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
實(shí)施例1
以平均粒徑為1 urn的氧化憶粉末為原料，添加lmoP/。平均粒徑為1 ^im的CaO 粉末，利用瑪瑙碾缽將原料充分混勻后，用金屬模具在100MPa的壓力下成型。 然后將辦置于MoSi2電阻爐中1600。C加熱3h，即可獲得相對(duì)密度為97%的致 密氧化憶陶瓷。
實(shí)施例2
在硝^f乙中添加lmol。/。硝酸韓，然后將混^劑加入豚水比為5:1的醇水溶 液中并完全溶解。在強(qiáng)力攪拌的條件下，緩慢加熱至75t:后保持一段時(shí)間，然后 緩慢的滴加氨水直至溶液中的pH值大于9。利用去離子水和酒精清洗后，將獲得 的物質(zhì)完全干燥后40(TC煅燒即可獲得納米級(jí)的粉末。用金屬模具將粉末在 100MPa的壓力下成型。然后將試樣置于MoSi2電阻爐中1300。C加熱3h，即可獲 得相X寸密度為97°/。的致密氧化紀(jì)陶瓷。
權(quán)利要求
1、一種制備致密氧化釔陶瓷的方法，包括原料的選擇、燒結(jié)助劑選擇、燒結(jié)助劑添加量及制備方法、。其特征在于A原料選擇各種含釔的物質(zhì)，如氧化釔、硝酸釔、氯化釔等；B燒結(jié)助劑選擇各種含硅、鈣等元素的物質(zhì)，如二氧化硅、六氟硅酸鈉、氧化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣等；C燒結(jié)助劑添加量含硅、鈣元素物質(zhì)的含有量為0-20mol％；D制備方法能夠溶解于水的含釔物質(zhì)采用兩步法制備氧化釔陶瓷，不溶于水的含釔物質(zhì)采用直接燒結(jié)法制備氧化釔陶瓷。
2、 按照權(quán)利要求1所述的致密氧化紀(jì)陶瓷的方法，其特征在于采用添加0-20mol。/。燒結(jié)皿劑，在110(TC-1800'C燒結(jié)后便可得到相對(duì)密度大于92。/Q的致密氧化紀(jì)陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明涉及陶瓷制備技術(shù)，具體為一種制備致密氧化釔陶瓷的方法。處理方法為添加0-20mol％燒結(jié)助劑，在1100℃-1800℃加熱后便可得到相對(duì)密度大于92％的致密氧化釔陶瓷。本技術(shù)的特點(diǎn)在于添加少量燒結(jié)助劑，較低加熱溫度下獲得致密氧化釔陶瓷材料。
文檔編號(hào)C04B35/50GK101628812SQ20081001228
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者于景坤, 戴文斌, 王新麗 申請(qǐng)人:東北大學(xué)