本发明涉及陶瓷材料领域,特别是涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法和陶瓷轴承。背景技术:陶瓷轴承广泛应用于各类微型电机散热风扇、仪器仪表、办公设备、智能家居、家用电器、医疗器械等领域。由于陶瓷轴承具有耐磨性好、耐化学腐蚀性好、密度低、热膨胀系数低、弹性模量高等,相对于金属与塑料,在高速轴承、水冷式散热轴承等领域应用具有更高的使用寿命。氧化铝具有高硬度、高耐磨、耐化学腐蚀性能,但氧化铝在施加外力的情况下,很难发生滑移,因而表现出断裂韧性较低的劣势。技术实现要素:基于此,有必要提供一种断裂韧性较高的氧化铝陶瓷的制备方法。此外,还提供一种氧化铝陶瓷和陶瓷轴承。一种氧化铝陶瓷的制备方法,包括如下步骤:将原料混合,得到陶瓷粉体,其中,按质量百分含量计,所述原料包括:35%~99%的氧化铝、%~60%的氧化锆及%~%的烧结助剂,且所述原料的粒径均为纳米级,所述烧结助剂包括氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铪及氧化钾;将所述陶瓷粉体成型,得到陶瓷坯体;及将所述陶瓷坯体先在1400℃~1500℃下进行常压烧结,然后在1300℃~1350℃、100mpa~200mpa下进行热等静压烧结,得到氧化铝陶瓷。在其中一个实施例中。它具有良好的抗压强度,能承受较大的压力而不损坏。东莞柱塞陶瓷报价
通常在制备过程中加入低熔点的粘结剂使氧化铝颗粒之间形成连接。目前,研究者利用颗粒堆积工艺制备多孔氧化铝陶瓷,探讨了三种粒径的氧化铝颗粒级配对孔径分布和抗折强度的影响,结果发现粗颗粒对孔径分布起决定作用;中等颗粒将大颗粒桥接起来,有利于提度,但对孔隙率影响较小;小颗粒的作用与其聚集状态有关:如均匀分散,则抗弯强度随孔隙率的轻微增加而增加,但团聚的小颗粒对抗弯强度和孔径分布均不利。5、冷冻干燥法冷冻干燥法是一种先将氧化铝陶瓷浆料冷冻,然后通过降压使溶剂从固相直接升华成气相,从而获得多孔结构的方法。该方法制备出的多孔氧化铝陶瓷为联通孔结构,通过控制浆料中冰晶的生长方向,可以得到定向分布的孔洞,终烧结成为具有相应结构的多孔氧化铝陶瓷。冷冻干燥法***是:以水为造孔剂,引入的添加剂较少,对环境不会造成任何污染,材料的孔隙率可以通过改变浆料的固含量进行调整,是一种绿色**的工艺,可用于高定向、高气孔率多孔材料的制备。6、凝胶注模成型工艺凝胶注模成型工艺首先在有机单体和交联剂的混合溶液中加入氧化铝陶瓷粉体制备悬浮液,然后加入引发剂和催化剂,通过有机单体的聚合和交联反应使悬浮液固化成型。广州氧化铝陶瓷块原料的纯度对氧化铝陶瓷的性能有重要影响,高纯度原料能制备出高质量的陶瓷。
此外,通过添加氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铪及氧化钾为烧结助剂,并对混合成型后的陶瓷坯体先在1400℃~1500℃下进行常压烧结,实现氧化铝陶瓷的均匀致密化和控制氧化铝的晶粒尺寸,然后在1300℃~1350℃、100mpa~200mpa下进行热等静压烧结,以此获得高均一性、高致密、度、高硬度、高耐磨性能的氧化铝陶瓷。(2)上述氧化铝陶瓷的断裂韧性较高,能够作为陶瓷轴承使用,且能够解决轴套与轴芯不配套的问题。(3)上述氧化铝陶瓷的制备方法工艺简单,易于工业化生产。一实施方式的氧化铝陶瓷,由上述实施方式的氧化铝陶瓷的制备方法制备得到。上述氧化铝陶瓷的致密度高、强度高、硬度高且耐磨性能好,能够作为陶瓷轴承。一实施方式的陶瓷轴承,由上述实施方式的氧化铝陶瓷加工处理后得到。以下为具体实施例部分:实施例1本实施例的氧化铝陶瓷的制备过程具体如下:(1)按质量百分含量计,称取如下原料:%al2o3、%zro2和%烧结助剂,其中,烧结助剂为%mgo、%cao、%na2o、%hf2o及%k2o的混合物。然后将上述原料与氧化锆球及酒精按质量比为1∶2∶1混合,并在高能球磨机中进行湿磨48h,再在60℃下干燥24h,然后过300目筛网,得到陶瓷粉体。(2)将陶瓷粉体进行冷等静压成型。
伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势:(1)技术装备水平将快速提高:计算机技术和数字化控制技术的发展促进了**陶瓷材料工业的技术进步和快速发展,诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能制粉造粒设备等净压成型设备等**的成套设备有利地推动了行业整体水平的提高,同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善;(2)产品质量水平不断提高:国内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有,产业规模从小到大,产品质量从低到较高,经历了一个快速发展的历程;(3)产业规模将迅速扩大:微晶氧化铝陶瓷制品作为其它行业或领域的基础材料,受着其它行业发展水平的影响和限制。从氧化铝陶瓷的应用情况看,应用范围越来越宽,用量越来越大,特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为。氧化铝陶瓷与其他材料的复合将成为研究热点,创造出更多性能优越的新材料。
C、阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。需要注意的是,由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的(重结晶烧结),故晶体内的气孔较难填充,气密性较差,因而电气性能下降较多,在配方设计时要加以考虑。【烧成中形成液相的添加剂】这类添加剂的化学成分主要有SiO2、CaO、MgO、SrO、BaO等,它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成温度低,因而地降低了氧化铝瓷的烧结温度。当有相当量(约12%)的液相出现,固体颗粒在液相中有一定的溶解度及固相颗粒能被液相润湿时,其促进烧结作用也更明显。其作用机理在于液相对固相表面的润湿力及表面张力,两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。此外,烧结过程中因细小有缺陷的晶体表面活性大,故在液相中的溶解度要比大晶体的大得多。这样,烧结过程中小晶体不断长大,气孔减小,出现重结晶。为了防止因重结晶使晶粒过分长大,影响陶瓷的机械性能,在配方设计中需考虑选用一些对晶粒增大无影响甚至能**晶粒增大的添加物,如MgO、CuO和NiO等。3采用特殊烧成工艺来降低烧结温度采用热压烧结工艺,在对坯体加热的同时进行加压,那么烧结不*是通过扩散传质来完成。氧化铝陶瓷的高熔点使其在高温环境下保持稳定。无锡99瓷陶瓷定制
这种材料的耐高温性能使其在高温工业中不可或缺。东莞柱塞陶瓷报价
其中较为成熟的是溶胶—凝胶法。由于溶胶高度稳定,因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中,通过进一步脱水形成均匀的凝胶(无定形体),再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。2通过调整配方设计,加入助烧添加剂来降低烧结温度氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中氧化铝的含量来决定,氧化铝含量越高,瓷料的烧结温度越高,除此之外,还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。因此,在保证瓷体满足产品使用目的和技术要求的前提下,我们可以通过配方设计,选择合理的瓷料系统,加入适当的助烧添加剂,使氧化铝陶瓷的烧结温度尽可能降低。目前配方设计中所加入的各种添加剂,根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同,可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。【与氧化铝形成新相或固溶体的添加剂】这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物,如TiO2、Cr2O3、fe2O3、MnO2等。这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性:A、能与氧化铝形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大;B、可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大。东莞柱塞陶瓷报价