[发明专利]一种纳米级氧化铝陶瓷粉体、复合陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种纳米级氧化铝陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝粉体与去离子水混合，制成氧化铝浆料。将所述氧化铝浆料加入到砂磨机中，再依次加入两组分散剂进行砂磨，首先加入第一组小分子量分散剂；再加入第二组分散剂并进行砂磨，再加入第二组大分子量分散剂。将砂磨后的浆料进行喷雾造粒，得到纳米级氧化铝陶瓷粉体。还提供一种复合陶瓷材料的制备方法，以及由上述方法制备的纳米级氧化铝陶瓷粉体和复合陶瓷材料。本发明提供的纳米级氧化铝陶瓷粉体、复合陶瓷材料及其制备方法，其制备方法步骤简单、生产成本低，且能够制备球形及类球形的纳米级氧化铝陶瓷粉体，其制备的复合陶瓷材料具备更优异的性能。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，特别是涉及一种纳米级氧化铝陶瓷粉体、复合陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

氧化铝陶瓷材料因其具有较高的强度和耐高温等优良性能，正在成为一种优异的结构材料和功能材料，尤其是纳米级氧化铝陶瓷，具有更加优异的强度和韧性，因而也具有更加广阔的发展及应用前景。但是纳米级别的氧化铝粉体不仅制备困难，且球形及类球形纳米级氧化铝粉体的制备更是难上加难。

目前现有技术能够制备的球形及类球形的纳米氧化铝粉体，其工艺非常复杂，导致操作困难，且成本较高，不利于工业推广，且其粉体的粒径分布不够均匀，导致氧化铝粉体的总体性能较差。

目前，大部分的纳米级氧化铝粉体的制备都是通过将微米级别的氧化铝粉体与分散剂一起配置成浆料，后经砂磨来控制其粒径范围，最后通过喷雾造粒来得到纳米级氧化铝陶瓷粉体。此制备方法操作简单、成本较低、利于大规模的工业生产。但其制备的粉体粒径分布不均匀，分布区间较宽，并且极易出现双峰，即两个极端峰现象，其无法控制粉体的球形度，因此制备的粉体颗粒都是异形的，无法满足更高性能的材料要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种纳米级氧化铝陶瓷粉体、复合陶瓷材料及其制备方法，其制备方法步骤简单、生产成本低，且能够制备球形及类球形的纳米级氧化铝陶瓷粉体，其制备的复合陶瓷材料具备更优异的性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种纳米级氧化铝陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

氧化铝浆料配制：将氧化铝粉体与去离子水混合，制成氧化铝浆料；

砂磨：将所述氧化铝浆料加入到砂磨机中，首先加入第一组分散剂并进行砂磨，所述第一组分散剂为小分子量分散剂；再加入第二组分散剂并进行砂磨，所述第二组分散剂为大分子量分散剂；

喷雾造粒：将砂磨后的氧化铝浆料进行喷雾造粒，得到纳米级氧化铝陶瓷粉体。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述小分子量分散剂包括苯甲酸钠、苯甲酸铵、六偏磷酸钠、及柠檬酸中的至少一种。

所述大分子量分散剂包括聚乙二醇、丙烯酸铵盐共聚物、高级脂肪酸及脂类中的至少一种。

所述氧化铝浆料中按质量份数计，所述氧化铝粉体为30～50份，所述去离子水为50～70份。

所述分散剂与所述氧化铝粉体的质量比为(0.5～2.5)：100；其中小分子量分散剂、大分子量分散剂和氧化铝粉体的质量比为(0.3～1.5)：(0.5～2):100。

所述氧化铝浆料配制步骤中氧化铝粉体的粒径为2～25μm。

所述砂磨步骤中，砂磨主机的转速为500～2500rpm，流量为100～5500L/h，砂磨罐搅拌桨转速为50～1500rpm，砂磨循环次数为10～500次。

本发明还提供一种复合陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：