[发明专利]一种无机非金属低温烧结的陶瓷粉及其制备方法

说明书

本发明涉及无机非金属材料领域，更具体地，本发明涉及一种无机非金属低温烧结的陶瓷粉及其制备方法，按重量份计，陶瓷粉制备原料包括35‑45份低熔点玻璃粉、25‑35份成核剂；所述陶瓷粉的粒径分布为D50为1‑3μm且呈正态分布。与现有陶瓷烧结工艺温度为860‑1650℃、烧结时间3‑16小时相比，本申请的低温烧结的陶瓷粉只需要480‑780℃的低温烧结温度和8‑60分钟的烧结时间；本申请低温、短时间烧结的环保节能工艺可实现陶瓷产品烧制，且对人体和大气环境友好，可节省较多的烧结能源和减少污染物排放。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，更具体地，本发明涉及一种无机非金属低温烧结的陶瓷粉及其制备方法。

背景技术

陶瓷粉体材料(简称陶瓷粉)是制造各种陶瓷的基础材料，是一种由几大类的非金属无机矿物质根据陶瓷材料性能需求经过选矿、磨粉、提纯和复配与级配而成的复合材料。根据烧结工艺的温度可约分为：(1)高温陶瓷，工艺温度1380～1650℃，烧结时间13～16小时；(2)中温陶瓷，工艺温度1160～1380℃，烧结时间13～16小时；(3)低温陶瓷，工艺温度860～1160℃，烧结时间3～8小时。其中，高温陶瓷主要应用于工业特种陶瓷，包括电子元件和结构陶瓷等；中温陶瓷：主要应用于建筑和卫浴产品；低温陶瓷：主要应用于日用陶瓷和工艺陶瓷等。

目前的各种陶瓷普遍存在以下问题：(1)成型工艺因塑性不高而带来良品率低；(2)因配方成分需要较高的烧成温度和较长的烧制时间带来较高的能源成本要求和产线较低的产能；(3)因较高温度和较长时间的烧成工艺带来高能耗和高排放，进而带来对环境较大的污染和伤害。

因此，亟需开发一种无机非金属低温烧结的陶瓷粉。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种无机非金属低温烧结的陶瓷粉，按重量份计，制备原料包括35-45份低熔点玻璃粉、25-35份成核剂；所述陶瓷粉的粒径分布为D50为1-3μm且粒径呈正态分布。

作为本发明的一种优选的技术方案，按重量份计，所述低熔点玻璃粉包括30-45份SiO₂、10-20份Al₂O₃、20-35份B₂O₃、5-15份ZnO、5-9份K₂O、3-8份Na₂O。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述低熔点玻璃粉的开始熔融温度小于等于550℃。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述低熔点玻璃粉的线膨胀系数以GB/T7320-2018顶杆法测试为50×10^-7-180×10^-7。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述成核剂的粒径为D50：1-3μm。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述成核剂为含硅系列成核剂。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述成核剂选自石英砂粉、高岭土砂粉、钾钠长石粉砂中一种或多种。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述低熔点玻璃粉的粒径分布为D50为6-8μm且粒径呈正态分布。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述陶瓷粉的制备原料还包括20-40重量份架桥剂。

本发明第二个方面提供了一种所述无机非金属低温烧结的陶瓷粉的制备方法，包括：将陶瓷粉的所有制备原料混合，经过棒磨和球磨后经空气旋风分级，搅拌即得。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本申请采用特定的低熔点玻璃粉，并控制低熔点玻璃粉的粒径分布，得到的陶瓷粉在烧结过程中，降低了烧结温度和烧结时间，同时提高了烧制陶瓷产品的尺寸稳定性；