[发明专利]一种筛选功能陶瓷烧结助剂的方法

说明书

本发明提供了一种筛选功能陶瓷烧结助剂的方法。该方法通过将待筛选烧结助剂覆盖于功能陶瓷胚体的表面，然后在预设的烧结温度下进行共煅烧，最后根据共煅烧后功能陶瓷胚体与待筛选烧结助剂的表观特征，即可判断待筛选烧结助剂是否可以作为该功能陶瓷的烧结助剂。该方法可快速、高效地筛选出适合特定功能陶瓷体系的低温烧结助剂；并且，该方法大大缩短了试错周期，因而该方法可显著降低企业生产成本。

技术领域

本发明涉及特种功能陶瓷烧结制备领域，其主要涉及一种筛选功能陶瓷烧结助剂的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是新能源、高新技术和现代制造业的快速发展，对相关材料的要求也越来越苛刻，材料科学工作者迫切需要开发出各种新型的高性能材料。但在进一步改善和提高材料特定性能的同时往往会增加相应的成本投入。在先进特种陶瓷领域，相关人员为获得陶瓷材料的最高性价比已进行了长期的探索和尝试，并取得了较大的进展。但对于陶瓷材料而言，其性能和成本投入往往是一对矛盾。如何在能保证陶瓷材料性能的前提下又能够尽可能削减生产成本，也是相关从业人员最为关心的。

特种功能陶瓷的主要制备工艺过程包括坯料制备、成型和烧结三个环节。在成型工艺完成后，高温烧结过程可以控制陶瓷材料基体的晶粒生长，对陶瓷材料使用性能的影响至关重要。到目前为止，陶瓷烧结技术一直也是材料工作者不断突破的领域。而其中实现陶瓷的低温烧结是降低生产陶瓷材料能耗及成本的关键，可快速推动特种功能陶瓷产品的工业化生产和规模化应用。

对于陶瓷材料而言，一般采用两种途径来降低其致密化烧结温度：一是通过获得超细、无团聚以及分散均匀的良好烧结活性原料粉体来达到降低烧结温度的目的；二是添加适量的烧结助剂，以达到促进陶瓷材料致密化且低温烧结的目的。第一种方法因为提高了对原材料粒度和烧结活性的要求，反倒会进一步提升生产投入成本。而对于通过添加烧结助剂降低陶瓷基体致密化烧结温度的方式，陶瓷材料研究者早已达成共识。

然而，在本领域中，研究者通常采用引入低熔点氧化物或者玻璃相烧结助剂的方法来降低陶瓷基体的致密化烧结温度。但是，目前的研究对烧结助剂的选择标准主要依据于助烧剂的熔点是否低于陶瓷基体的熔点，而即便是同一种助烧剂对不同陶瓷基体的润湿情况仍存在明显差异，不能一味地在不同陶瓷体系之间完全照搬照抄。

因此，本领域亟需一种普适的、高效的烧结助剂筛选方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速、高效筛选适合于功能陶瓷材料烧结助剂的方法。为实现该目的，本发明提供了一种筛选功能陶瓷烧结助剂的方法。具体内容如下：

本发明提供的一种筛选功能陶瓷烧结助剂的方法，其具体步骤包括：

步骤1，根据待筛选烧结助剂的种类数，确定功能陶瓷胚体的胚体数，得到至少一个功能陶瓷胚体；

步骤2，将所述功能陶瓷胚体置于铺有氧化锆粉体的承烧板上，并将所述待筛选烧结助剂覆盖在每个所述功能陶瓷胚体的表面，得到至少一个预煅烧体；

步骤3，根据所述功能陶瓷胚体的熔点确定烧结温度，并在所述烧结温度下对所述预煅烧体进行烧结并随炉冷却；

步骤4，根据烧结随炉冷却后每个所述预煅烧体的表观特征，确定所述待筛选烧结助剂能否作为所述功能陶瓷胚体的烧结助剂。

优选地，在所述步骤2中，所述待筛选烧结助剂与所述功能陶瓷胚体的质量比为1:4～6。

优选地，在所述步骤3中，所述烧结温度至少低于所述功能陶瓷胚体熔点100℃；

在烧结时，升温速度3℃/min，保温5～15h。

优选地，在所述步骤4中，所述表观特征包括：所述预煅烧体的熔化程度和/或所述待筛选烧结助剂在所述功能陶瓷胚体表面的铺展程度。

优选地，所述步骤4包括：