[发明专利]氧化铝陶瓷及其制备方法和陶瓷轴承

说明书

本发明涉及一种氧化铝陶瓷及其制备方法和陶瓷轴承。上述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，原料包括：35％～99％的氧化铝、0.5％～60％的氧化锆及0.5％～5.0％的烧结助剂，且原料的粒径均为纳米级，烧结助剂包括氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化铪及氧化钾；将陶瓷粉体成型，得到陶瓷坯体；将陶瓷坯体在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。上述氧化铝陶瓷的制备方法能够断裂韧性较高的氧化铝陶瓷。

技术领域

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。

发明内容

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、0.5％～60％的氧化锆及0.5％～5.0％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，所述氧化铝的平均粒径为100nm～300nm，所述氧化锆的平均粒径为10nm～50nm，所述烧结助剂的平均粒径为100nm～300nm。

在其中一个实施例中，按所述原料的总质量计，所述烧结助剂包括质量百分含量为0.1％～1.0％的氧化镁、质量百分含量为0.1％～1.0％的氧化钙、质量百分含量为0.1％～1.0％的氧化钠、质量百分含量为0.1％～1.0％的氧化铪及质量百分含量为0.1％～1.0％的氧化钾。

在其中一个实施例中，所述常压烧结的时间为2h～4h。

在其中一个实施例中，所述热等静压烧结的时间为1h～3h。

在其中一个实施例中，所述将原料混合，得到陶瓷粉体的步骤包括：将所述原料与氧化锆球及酒精按质量比为(1～2)∶(2～3)∶(1～2)混合，并进行球磨48h～96h，再在60℃～80℃下干燥12h～24h，然后过300目～400目筛网，得到所述陶瓷粉体。

在其中一个实施例中，所述将所述陶瓷粉体成型的步骤中，采用冷等静压成型或干压成型的方式。

在其中一个实施例中，所述将所述陶瓷粉体成型，得到陶瓷坯体的步骤之后，所述将所述陶瓷坯体先在1400℃～1500℃下进行常压烧结的步骤之前，还包括将所述陶瓷坯体进行干燥和排胶的步骤。

一种氧化铝陶瓷，由上述氧化铝陶瓷的制备方法制备得到。

一种陶瓷轴承，由上述氧化铝陶瓷加工处理后得到。