[发明专利]高纯度单晶刚玉粉体及其制备方法

说明书

一种高纯度单晶刚玉粉体及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域。该高纯度单晶刚玉粉体制备方法，按一定重量份数，取粉体原料混合均匀，粉体原料包括铝的无机含氢氧元素化合物、氯化铝、氟化铝、硝酸铝；再在低温高压条件下烧结得到单晶刚玉粉体。本发明制备工艺简单，在不加入含其他金属元素添加剂的情况下，能够低温烧结制备得到高纯度单晶刚玉粉体。

技术领域

本发明涉及的是一种陶瓷材料领域的技术，具体是一种高纯度单晶刚玉粉体及其制备方法。

背景技术

单晶刚玉是刚玉系列中一种比较好的磨料，具有韧性好、硬度高的特点，常用于高档研磨材料。目前单晶刚玉大多在电弧炉中通过矾土与添加剂冶炼而成。此方法需要在高温条件下进行，能耗较高，且杂质含量高，如需得到高纯度的单晶刚玉，还需进一步除杂处理，工艺复杂。

例如公开(公告)号CN101906663B的中国专利申请采用氧化铝粉、锐钛型钛白粉、钛石粉、氟化铝、二氧化锆粉等加热到2000℃-2600℃，持续加热25-32小时，得到粉体还需破碎，除杂等繁琐工艺。为了降低温度，例如公开(公告)号CN104499051B的中国专利申请将1-5μm的α-氧化铝粉与抑制剂混合均匀后于1500-1700℃下进行熔炼，冷却获得单晶刚玉；该申请虽然通过添加种子缓慢生长降低了制备所需温度，但是该温度依然高于1500℃。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种高纯度单晶刚玉粉体及其制备方法，制备工艺简单，在不加入含其他金属元素添加剂的情况下，能够低温烧结制得高纯度单晶刚玉粉体。

本发明涉及一种高纯度单晶刚玉粉体制备方法，按一定重量份数，取粉体原料混合均匀，粉体原料包括铝的无机含氢氧元素化合物、氯化铝、氟化铝、硝酸铝；再在低温高压条件下烧结得到单晶刚玉粉体。

优选地，铝的无机含氢氧元素化合物的重量份数为30-70份，氯化铝的重量份数为5-15份，氟化铝的重量份数为1-5份，硝酸铝的重量份数为1-5份。

进一步优选地，铝的无机含氢氧元素化合物为氢氧化铝、聚合氯化铝、勃姆石、拟薄水铝石中至少一种。

优选地，烧结温度为1000-1400℃，升温速率1-10℃/min，烧结压力0.1-10MPa，烧结时间1-10h。

优选地，各粉体原料的粒径D50分别为500nm-100μm，纯度分别为99％-99.999％。

优选地，混合为在干粉混合机中搅拌混合2-7h。

本发明涉及一种高纯度单晶刚玉粉体，采用上述方法制备得到，制得的粉体粒径D50为5-275μm，满足目前市场上F46-F150的要求，纯度为99％-99.999％。粒径可以通过改变铝的无机含氢氧元素化合物在混合粉体中的比例，以及烧结时间来调整。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

1)制备工艺简单，将粉体原料混合均匀后烧结即可，避免了采用溶胶凝胶法制备煅烧前体的复杂过程，且在不加入含其他金属元素添加剂的情况下，能够制得高纯度单晶刚玉粉体；另外相对于需要添加含其他金属元素添加剂的制备工艺，煅烧温度低，减少了能耗；

2)制备得到的高纯度单晶刚玉呈明显的多面体结构，具有良好的分散性能，且硬度高，耐磨性好。

附图说明

图1为实施例1中单晶刚玉的扫描电镜图；

图2为实施例1中单晶刚玉的XRD图；

图3为实施例3中单晶刚玉的光学显微镜图。

具体实施方式