[发明专利]一种钛酸铝陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷制品的制备方法，具体涉及一种钛酸铝陶瓷的制备方法，在钛酸正丁酯的分散醇液中低温滴加酸性铝胶液，搅拌并减压蒸馏得到白色凝胶及蒸馏液；将纳米二氧化硅和纳米氧化镁加入蒸馏液中，搅拌均匀后加入白色凝胶中，得到混合溶胶；将混合溶胶二次减压蒸馏，并超声反应和恒温恒压静置得到精细陶瓷干粉，烧结后得到钛酸铝陶瓷。本发明以钛酸正丁酯与铝溶胶为原材料，以二氧化硅作为填补剂，以氧化镁为添加剂，以液相反应的方式形成缝隙小，混合均匀的钛酸铝陶瓷，解决了目前钛酸铝陶瓷致密化效果不佳，内部结构稳固性差，易出现大量内部裂纹的问题。

技术领域

本发明涉及陶瓷制品的制备方法，具体涉及一种钛酸铝陶瓷的制备方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，生产工艺方面对于具有优良的耐高温和抗热震性材料的需求越来越迫切。而陶瓷材料与高分子材料和金属材料相比，有其显著的特点：耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐磨损等。这可能是由其组成和结构决定的。陶瓷材料结合键主要是离子键和共价键，从显微结构及其状态方面来看，多数的陶瓷材料包括晶体相、玻璃相以及气孔。但在使用过程中，由于受到环境温度急剧变化作用，例如，制造铝合金制品的低压铸造机上的关键部件、炼铝工业用于存放液态金属的容器、低压铸铝的升液管等器件，因为在生产过程中频繁的受到热冲击，这些部件容易产生裂纹、剥落甚至爆炸。热冲击的破坏作用在很大程度上限制了器件的性能和使用寿命。在急冷急热工作环境下，对抗热震性能起决定作用的是材料的线性膨胀系数。因此制备在急冷急热环境工作的部件，选择低线性膨胀系数的材料，可以在一定程度上显著提高成品器件性能及使用寿命。钛酸铝陶瓷就是这样一种材料。

钛酸铝陶瓷的显著特点是高熔点，低热膨胀系数，低热导率，以及优异的抗热震性和抗腐蚀性，属于复杂氧化物陶瓷材料，是低膨胀陶瓷中抗热震性能最优良的陶瓷材料，其耐高温性能非常的出色，能够在1400℃长期使用，应用主要是在温度剧烈变化和强烈腐蚀的特殊场合，而且前景十分广阔。但是钛酸铝具有两个缺点：一是在850℃-1300℃范围内容易发生分解，二是冷却过程中会产生大量的微裂纹使其强度降低，严重制约了钛酸铝的应用。

申请号为201310273271.X、名称为一种钛酸铝陶瓷制品的制备方法的发明专利公开一种钛酸铝陶瓷的快速制备方法，包括采用工业的氧化铝和氧化钛为基本原料，以MgO、Fe₂O₃、SiO₂、ZrSiO₄及莫来石等中的一种或几种原料为稳定剂，以聚乙烯醇水溶液为粘结剂，将以上陶瓷原料的混合物通过球磨的方式混合均匀，烘干除去水分后，通过等静压成型工艺压制成所需的陶瓷坯体，再经过排胶工艺后高温烧结成制品。该方法制备的钛酸铝陶瓷致密化效果不佳，内部结构稳固性差，易出现大量内部裂纹。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种钛酸铝陶瓷的制备方法，以钛酸正丁酯与铝溶胶为原材料，以二氧化硅作为填补剂，以氧化镁为添加剂，以液相反应的方式形成缝隙小，混合均匀的钛酸铝陶瓷，解决了目前钛酸铝陶瓷致密化效果不佳，内部结构稳固性差，易出现大量内部裂纹的问题。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种钛酸铝陶瓷的制备方法，其特征在于：其制备步骤如下：

步骤1，将钛酸正丁酯溶解至无水乙醇中，然后加入醇溶型分散剂，超声搅拌至完全得到钛醇液；

步骤2，将少量酸液滴加至铝溶胶内，得到pH为3-5的铝胶液；

步骤3，将钛醇液低温静置2-4h，然后在该条件下滴加铝胶液，机械搅拌直至形成稳定的乳白色悬浊液；

步骤4，将乳白色悬浊液减压蒸馏形成白色凝胶及蒸馏液；

步骤5，将纳米二氧化硅和纳米氧化镁加入至蒸馏液中，搅拌均匀至完全溶解形成硅-镁溶胶，然后加入至白色凝胶中超声搅拌2-5h，得到混合溶胶；