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等離子噴涂氧化鋁陶瓷涂層研究現(xiàn)狀及展望1等離子噴涂氧化鋁涂層的研究氧化鋁陶瓷涂層大致經(jīng)歷了氧化鋁涂層、氧化鋁-氧化鈦涂層和納米氧化鋁涂層等階段,粉末從微米級(jí)向納米級(jí)細(xì)化,從單一成分向復(fù)合化發(fā)展,涂層結(jié)構(gòu)由單層過(guò)渡到多層或梯度漸變層。利用等離子噴涂氧化鋁制備結(jié)構(gòu)復(fù)合涂層和功能梯度涂層,是國(guó)內(nèi)外研究陶瓷涂層微觀**、耐磨損、耐腐蝕和耐高溫氧化等性能的熱點(diǎn)方向之一。常規(guī)氧化鋁涂層**和性能研究初期表明,等離子噴涂出氧化鋁陶瓷涂層呈片層狀,有少量孔隙、微裂紋及雜質(zhì),氧化鋁的典型晶體結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定相α-Al2O3,等離子噴涂后涂層中α-Al2O3均減少,主要以亞穩(wěn)定相γ-Al2O3存在。氧化鋁涂層可用作常溫下的低應(yīng)力磨粒磨損、硬面磨損、耐多種化工介質(zhì)和化工氣體腐蝕、耐氣蝕和沖蝕涂層,還用于高溫下的耐燃?xì)鈿馕g、熱障、高溫可磨耗涂層和高溫發(fā)射涂層。氧化鋁陶瓷材料有質(zhì)脆、對(duì)應(yīng)力集中和裂紋敏感、抗熱震性差等固有弱點(diǎn),與金屬材料的熱物理性能(如膨脹系數(shù)、彈性模量、熱導(dǎo)率等)差別大,等離子普通涂層本身結(jié)合強(qiáng)度低、孔隙率高,在高溫差環(huán)境下,普通涂層很容易出現(xiàn)開裂甚至剝落。為此,設(shè)計(jì)梯度涂層。氧化鋁陶瓷的高硬度和耐磨性降低了設(shè)備的維護(hù)成本和更換頻率。汕頭多孔陶瓷定做價(jià)格
上述氧化鋁陶瓷以納米級(jí)氧化鋁粉末為基體,通過(guò)添加納米zro2為增韌相,提高氧化鋁的力學(xué)性能和斷裂韌性。此外,通過(guò)添加氧化鎂、氧化鈣、氧化鈉、氧化鉿及氧化鉀為燒結(jié)助劑,并對(duì)混合成型后的陶瓷坯體先在1400℃~1500℃下進(jìn)行常壓燒結(jié),實(shí)現(xiàn)氧化鋁陶瓷的均勻致密化和控制氧化鋁的晶粒尺寸,然后在1300℃~1350℃、100mpa~200mpa下進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié),以得到斷裂韌性較高的氧化鋁陶瓷。附圖說(shuō)明圖1為一實(shí)施方式的氧化鋁陶瓷的制備方法的工藝流程圖。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明,下面將結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更的描述。具體實(shí)施方式中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是,本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地,提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹。除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體地實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖1,一實(shí)施方式的氧化鋁陶瓷的制備方法,包括如下步驟:步驟s110:將原料混合,得到陶瓷粉體,其中,按質(zhì)量百分含量計(jì)。江門99瓷陶瓷板燒結(jié)過(guò)程中的氣氛控制對(duì)陶瓷的結(jié)晶和性能也有一定作用。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,步驟s110包括:將原料與球磨介質(zhì)及溶劑按質(zhì)量比為(1~2)∶(2~3)∶(1~2)混合,并進(jìn)行球磨48h~96h,再在60℃~80℃下干燥12h~24h,然后過(guò)300目~400目篩網(wǎng),得到陶瓷粉體。其中,球磨介質(zhì)為氧化鋯球。采用氧化鋯球?yàn)榻橘|(zhì)能盡可能避免雜質(zhì)混合原料中。溶劑為酒精。將原料進(jìn)行球磨并干燥、過(guò)篩,能夠使原料混合均勻,且陶瓷粉體的粒徑均勻,利于后續(xù)的成型及燒結(jié)。進(jìn)一步地,在一些實(shí)施例中,按質(zhì)量百分含量計(jì),原料包括:85%~90%的氧化鋁、%~20%的氧化鋯及%~%的燒結(jié)助劑。按原料的總質(zhì)量計(jì),燒結(jié)助劑包括質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鎂、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈣、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鈉、質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉿及質(zhì)量百分含量為%~%的氧化鉀。步驟s120:將陶瓷粉體成型,得到陶瓷坯體。具體地,步驟s120中采用冷等靜壓成型或干壓成型的方式。熱等靜壓成型及干壓成型方式均可以為本領(lǐng)域常用的方式。采用冷等靜壓成型或干壓成型的方式能夠使得到的陶瓷坯體的均勻性好。具體地,將陶瓷粉體成型的步驟之后,還包括干燥和排膠的步驟。干燥的步驟中,干燥的溫度為80℃~120℃。排膠的步驟中,溫度為600℃~800℃。
然后在120℃干燥、800℃下排膠,得到陶瓷坯體。(3)先將陶瓷坯體在1450℃下常壓燒結(jié)3h,然后以氮?dú)鉃榧訅航橘|(zhì),在1325℃、150mpa下進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)2h,得到氧化鋁陶瓷。實(shí)施例4本實(shí)施例的氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程具體如下:(1)按質(zhì)量百分含量計(jì),稱取如下原料:70%al2o3、28%zro2和2%燒結(jié)助劑,其中,燒結(jié)助劑為%mgo、%cao、%na2o、%hf2o及%k2o的混合物。然后將上述原料與氧化鋯球及酒精按質(zhì)量比為∶∶,并在高能球磨機(jī)中進(jìn)行濕磨96h,再在80℃下干燥12h,然后過(guò)400目篩網(wǎng),得到陶瓷粉體。(2)將陶瓷粉體進(jìn)行干壓成型,然后在80℃干燥、600℃下排膠,得到陶瓷坯體。(3)先將陶瓷坯體在1500℃下常壓燒結(jié)4h,然后以氬氣為加壓介質(zhì),在1300℃、200mpa下進(jìn)行熱等靜壓燒結(jié)3h,得到氧化鋁陶瓷。實(shí)施例5本實(shí)施例的氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程與實(shí)施例1的氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程相似,區(qū)別在于:步驟(1)中,按質(zhì)量百分含量計(jì),原料為:88%al2o3、11%zro2和1%燒結(jié)助劑,其中,燒結(jié)助劑為%mgo、%cao、%na2o、%hf2o及%k2o的混合物。對(duì)比例1對(duì)比例1的氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程與實(shí)施例1的氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程相似,區(qū)別在于:步驟(1)中,按質(zhì)量百分含量計(jì)。它具有良好的抗壓強(qiáng)度,能承受較大的壓力而不損壞。
熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質(zhì),具有各向均勻受熱之***,很適合形狀復(fù)雜制品的燒結(jié)。由于結(jié)構(gòu)均勻,材料性能比冷壓燒結(jié)提高30~50%。比一般熱壓燒結(jié)提高10-15%。因此,一些高附加值氧化鋁陶瓷產(chǎn)品或需用的特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及管等制品、場(chǎng)采用熱等靜壓燒成方法。此外,微波燒結(jié)法、電弧等離子燒結(jié)法、自蔓延燒結(jié)技術(shù)亦正在開發(fā)研究中。[1]精加工與封裝工序有些氧化鋁陶瓷材料在完成燒結(jié)后,尚需進(jìn)行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光潔度、如鏡面一樣,以增加潤(rùn)滑性。由于氧化鋁陶瓷材料硬度較高,需用更硬的研磨拋光磚材料對(duì)其作精加工。如SIC、B4C或金剛鉆等。通常采用由粗到細(xì)磨料逐級(jí)磨削,終表面拋光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金剛鉆膏進(jìn)行研磨拋光。此外激光加工及超聲波加工研磨及拋光的方法亦可采用。[1]氧化鋁陶瓷強(qiáng)化工藝為了增強(qiáng)氧化鋁陶瓷,提高其力學(xué)強(qiáng)度,國(guó)外新推一種氧化鋁陶瓷強(qiáng)化工藝。該工藝新穎簡(jiǎn)單,所采取的技術(shù)手段是在氧化鋁陶瓷表面,采用電子射線真空鍍膜、濺射真空鍍膜或化學(xué)氣相蒸鍍方法,鍍上一層硅化合物薄膜,在1200℃~1580℃的加熱處理,使氧化鋁陶瓷鋼化。作為生物材料,它的生物相容性為醫(yī)療植入物提供了更安全有效的選擇。肇慶透明陶瓷板
醫(yī)療領(lǐng)域中,氧化鋁陶瓷可制作人造關(guān)節(jié)、牙齒修復(fù)材料等,具有良好的生物相容性。汕頭多孔陶瓷定做價(jià)格
上海某研究所開發(fā)一種水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒的粘結(jié)劑,在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒后的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度松散,流動(dòng)角摩擦溫度小于30℃。顆粒級(jí)配比理想等條件,以獲得較大素坯密度。[1]氧化鋁陶瓷成型方法氧化鋁陶瓷制品成型方法有干壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延、熱壓與熱等靜壓成型等多種方法。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外又開發(fā)出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝膠注成型、離心注漿成型與固體自由成型等成型技術(shù)方法。不同的產(chǎn)品形狀、尺寸、復(fù)雜造型與精度的產(chǎn)品需要不同的成型方法。常用成型介紹:1、干壓成型:氧化鋁陶瓷干壓成型技術(shù)限于形狀單純且內(nèi)壁厚度超過(guò)1mm,長(zhǎng)度與直徑之比不大于4∶1的物件。成型方法有單軸向或雙向。壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種,可呈半自動(dòng)或全自動(dòng)成型方式。壓機(jī)大壓力為200Mpa。產(chǎn)量每分鐘可達(dá)15~50件。由于液壓式壓機(jī)沖程壓力均勻,故在粉料充填有差異時(shí)壓制件高度不同。而機(jī)械式壓機(jī)施加壓力大小因粉體充填多少而變化,易導(dǎo)致燒結(jié)后尺寸收縮產(chǎn)生差異,影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此干壓過(guò)程中粉體顆粒均勻分布對(duì)模具充填非常重要。充填量準(zhǔn)確與否對(duì)制造的氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。汕頭多孔陶瓷定做價(jià)格
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