專利名稱：一種熱壓法制備陶瓷涂層的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷涂層的制備方法，特別是一種熱壓法制備陶瓷涂層的方法。
背景技術：
溶膠-凝膠法是制備陶瓷薄膜的重要途徑。目前采用熱壓成形技術制備陶瓷涂層的過程中是將涂覆陶瓷涂層料漿的具有一定形狀的基體埋入粉體中進行熱壓固化，粉體起到傳熱、傳力、散失水分等作用，因此常采用粒徑較粗，流動性較好的石英砂。但在制備過程中發(fā)現(xiàn)，由于石英砂的堆積密度會隨著施加壓力的增加而逐漸增加，因此在加壓過程中臨近涂層表面的石英砂與涂層表面存在位移，從而與涂層表面發(fā)生摩擦。而摩擦力隨壓力的增大而不斷增加，最終會導致涂層相對于基體發(fā)生移位，而這種位移易發(fā)生在與施力方向平行的面上，這樣就會影響涂層的均勻性及諸多與之相關的性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種能有效地改善陶瓷涂層的均勻性、提高陶瓷涂層制備質量的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，從而克服現(xiàn)有技術的不足。為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案一種熱壓法制備陶瓷涂層的方法。該方法是將涂覆陶瓷涂層料漿的樣品埋入陶瓷微珠中進行熱壓固化，獲得所需陶瓷涂層。上述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，具體的說包括以下步驟；
1)將制備好的陶瓷涂層漿料涂覆在樣品表面；
2)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中，對陶瓷微珠施加10 30MPa/cm2的壓
力；
3)在80 100°C保溫40 70分鐘；
4)再升溫到300 500°C，保溫120 240分鐘，然后冷卻到室溫，卸載壓力，樣品表面獲得所需的陶瓷涂層。前述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，更準確的說包括以下步驟；
1)將制備好的陶瓷涂層漿料涂覆在樣品表面；
2)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中，對陶瓷微珠施加20MPa/cm2的壓力；
3)在90°C保溫60分鐘；
4)再升溫到400°C，保溫180分鐘，然后冷卻到室溫，卸載壓力，樣品表面獲得所需的陶
瓷涂層ο前述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法中，步驟2)中所述的將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中包括以下步驟；
a)在一端開口的圓柱體容器的空腔中鋪一層陶瓷微珠，敦實；
b)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品放入上述容器內的陶瓷微珠層上；
c)向容器內繼續(xù)裝入陶瓷微珠，直至陶瓷微珠完全覆蓋涂覆陶瓷涂層漿料的樣品，敦
實；d)在陶瓷微珠層上放置用于傳力的圓柱體壓頭，然后通過壓頭對陶瓷微珠施加壓力。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過選取形狀呈球形、粒徑均勻、具有較高強度的陶瓷微珠作為傳熱、傳力、散失水分的固體介質替代傳統(tǒng)的粗石英砂，改善了加壓過程固體介質的傳力效果，可以更接近理想地實現(xiàn)向各個方向的均勻傳力。由于陶瓷微珠在重力作用下就極易達到最大堆積密度，并且又具有較高的強度，因此在一定壓力作用下，可以將外力均勻地傳遞到陶瓷涂層的各個表面，并且盡可能少地發(fā)生位移與摩擦，可以有效的克服加壓過程中毗鄰涂層表面的固體介質顆粒與涂層表面發(fā)生摩擦，避免涂層相對于基體發(fā)生移位，這樣就可以有效地改善陶瓷涂層的均勻性，確保陶瓷涂層的整體均勻性，從而有效地提高陶瓷涂層與之相關的各項性能，提高具有復雜形狀的樣品表面的陶瓷涂層的制備質量。


圖1為本發(fā)明的施力裝置結構示意圖中1-樣品，2-料漿，3-陶瓷微珠，4-容器，5-壓頭，6-爐子。下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。
具體實施例方式實施本方法所采用的熱壓法制備陶瓷涂層的施力裝置如圖1所示，在樣品1表面涂覆料漿2，埋入陶瓷微珠3中；陶瓷微珠3裝在耐高溫和耐壓的容器4中；通過容器4和壓頭5對陶瓷微珠3施加壓力；通過爐子6控制處理的溫度。實施例1。長方體樣品表面的Al2O3陶瓷涂層
配制lmol/L Al (NO3) 3的水溶液，然后在該溶液中逐滴加入氨水并強力攪拌，直至溶液 PH值大約等于10，并繼續(xù)用磁力攪拌器攪拌池，獲得Al2O3的膠體溶液，加熱將該膠體溶液使水分蒸發(fā)形成料漿。將此料漿涂覆在尺寸為15X10X2的長方體ICrlSNiOTi不銹鋼表面，埋入800目的Al2O3 · SiO2陶瓷微珠中，施加20MPa/cm2的壓力，在90°C，保溫60分鐘， 再升溫到400°C，保溫180分鐘，然后冷卻到室溫，樣品表面獲得均勻致密、厚度為20μπι的 Al2O3納米陶瓷涂層。實施例2。正方體樣品表面的&02陶瓷涂層
配制lmol/L Zr(NO3)4的水溶液，然后在該溶液中逐滴加入氨水并強力攪拌，直至溶液 PH值大約等于10，并繼續(xù)用磁力攪拌器攪拌池，便可獲得^O2的膠體溶液，加熱將該膠體溶液使水分蒸發(fā)形成料漿。將此料漿涂覆在尺寸為8X8X8的正方體ICrlSNiOTi不銹鋼表面，埋入1250目的Al2O3 · SiO2陶瓷微珠中，施加20MPa/cm2的壓力，在90°C，保溫60分鐘，再升溫到400°C，保溫180分鐘，然后冷卻到室溫，樣品表面獲得均勻致密、厚度為20 μ m 的^O2納米陶瓷涂層。實施例3。圓柱體樣品表面的Al2O3-Y2O3陶瓷涂層
配制lmol/L Al (N03) 3+lwt%Y(N03) 3的水溶液，然后在該溶液中逐滴加入氨水并強力攪拌，直至溶液PH值大約等于10，并繼續(xù)用磁力攪拌器攪拌池，便可獲得A1203-Y203的膠體溶液，加熱將該膠體溶液使水分蒸發(fā)形成料漿。將此料漿涂覆在尺寸為8X8X8的正方體lCrl8Ni9Ti不銹鋼表面，埋入1250目的A1203 Si02陶瓷微珠中，施加20MPa/cm2的壓力，在90°C，保溫60分鐘，再升溫到400°C，保溫180分鐘，然后冷卻到室溫，樣品表面獲得均勻致密、厚度為20 μ m的A1203-Y203納米陶瓷涂層。 本發(fā)明的實施方式不限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種熱壓法制備陶瓷涂層的方法，其特征在于它是將涂覆陶瓷涂層料漿的樣品埋入陶瓷微珠中進行熱壓固化，獲得所需陶瓷涂層。
2.根據(jù)權利要求1所述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，其特征在于包括以下步驟；1)將制備好的陶瓷涂層漿料涂覆在樣品表面；2)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中，對陶瓷微珠施加10 30MPa/cm2的壓力；3)在80 100°C保溫40 70分鐘；4)再升溫到300 500°C，保溫120 240分鐘，然后冷卻到室溫，卸載壓力，樣品表面獲得所需的陶瓷涂層。
3.根據(jù)權利要求2所述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，其特征在于包括以下步驟；1)將制備好的陶瓷涂層漿料涂覆在樣品表面；2)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中，對陶瓷微珠施加20MPa/cm2的壓力；3)在90°C保溫60分鐘；4)再升溫到400°C，保溫180分鐘，然后冷卻到室溫，卸載壓力，樣品表面獲得所需的陶瓷涂層ο
4.根據(jù)權利要求2或3所述的熱壓法制備陶瓷涂層的方法，其特征在于步驟2)中所述的將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品埋入陶瓷微珠中包括以下步驟；a)在一端開口的圓柱體容器的空腔中鋪一層陶瓷微珠，敦實；b)將涂覆陶瓷涂層漿料的樣品放入上述容器內的陶瓷微珠層上；c)向容器內繼續(xù)裝入陶瓷微珠，直至陶瓷微珠完全覆蓋涂覆陶瓷涂層漿料的樣品，敦實；d)在陶瓷微珠層上放置用于傳力的圓柱體壓頭，然后通過壓頭對陶瓷微珠施加壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱壓法制備陶瓷涂層的方法，該方法是將涂覆陶瓷涂層料漿的樣品埋入陶瓷微珠中進行熱壓固化，獲得所需陶瓷涂層；本發(fā)明選取陶瓷微珠作為傳熱、傳力、散失水分的固體介質替代傳統(tǒng)的粗石英砂，改善了加壓過程固體介質的傳力效果，在一定壓力作用下，可以將外力均勻地傳遞到陶瓷涂層的各個表面，并且盡可能少地發(fā)生位移與摩擦，可以有效的改善陶瓷涂層的均勻性，確保陶瓷涂層的整體均勻性，從而有效地提高陶瓷涂層與之相關的各項性能，提高具有復雜形狀的樣品表面的陶瓷涂層的制備質量。
文檔編號C04B35/645GK102190502SQ201010116879
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日2010年3月3日
發(fā)明者向嵩, 張鯤 申請人:貴州大學