本發(fā)明屬于云母微晶玻璃陶瓷制備,具體涉及一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù):
1、氟金云母微晶玻璃陶瓷不僅具有力學(xué)性能高、絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、介電常數(shù)低、熱膨脹系數(shù)小、耐熱性好等優(yōu)點,而且具有優(yōu)異的可加工性,被廣泛地應(yīng)用在電子、航空航天、機械、化工等領(lǐng)域。
2、氟金云母屬于層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,其結(jié)構(gòu)內(nèi)的層與層之間靠范德華力聯(lián)接,結(jié)合較弱,容易發(fā)生解理,氟金云母陶瓷很難燒結(jié)致密。而采用傳統(tǒng)的微晶玻璃制備工藝,因玻璃體的導(dǎo)熱性差,樣品過厚、過大易造成退火和微晶化過程不均勻,導(dǎo)致材料性能下降,或引起樣品碎裂。因此,采用傳統(tǒng)玻璃工藝很難制備出大尺寸的微晶陶瓷材料,從而限制了氟金云母微晶玻璃陶瓷的規(guī)?;瘧?yīng)用。而燒結(jié)法是采用陶瓷成型工藝制成坯體,經(jīng)燒結(jié)后制得微晶玻璃陶瓷。目前,通常采用干壓成型來制備微晶玻璃陶瓷,該方法雖然具有操作方便,周期短,效率高,但是模具造價高,磨損大,很難制備大尺寸坯體。而凝膠注模成型法具有工藝簡單,可以制備大尺寸復(fù)雜產(chǎn)品,但是目前有機物用量大,不僅易對環(huán)境造成污染,而且有機物的揮發(fā)會對陶瓷的性能產(chǎn)生較大影響。
3、現(xiàn)有氟金云母微晶玻璃陶瓷的制備存在成本高、能耗大、不易制備大尺寸制品等缺點,極大的限制了氟金云母微晶玻璃陶瓷的規(guī)?;a(chǎn)和應(yīng)用。因此,如何低成本制備氟金云母微晶玻璃陶瓷是本領(lǐng)域亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)技術(shù)中存在的上述問題,提供一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷及其制備方法,采用該方法制備的氟金云母微晶玻璃陶瓷強度高,且該方法易于制備大尺寸的產(chǎn)品,成本低、應(yīng)用前景大。
2、為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,達(dá)到上述技術(shù)效果,本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
3、一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷的制備方法,包含以下步驟:
4、1)將30~80wt%氟金云母粉體、20~70wt%玻璃粉體和0~25wt%的陶瓷粉體混合均勻,制得混合粉體;
5、2)按分散劑:去離子水的質(zhì)量比為(0.009~0.09):1,將分散劑溶于去離子水中,快速攪拌2~5min,制得溶液;
6、3)按陶瓷球:混合粉體:去離子水質(zhì)量比為(6~9):(3~4.5):1的配比,將陶瓷球、步驟1)制得的混合粉體和步驟2)制得的溶液置于球磨罐中,球磨15~180min,制得預(yù)混合漿料;
7、4)按粘結(jié)劑:去離子水的質(zhì)量比為(0.006~0.15):1,向預(yù)混合漿料中加入粘結(jié)劑,球磨30~120min,制得混合漿料,并將漿料真空除泡15~60min,制得微晶玻璃陶瓷漿料;
8、5)將步驟4)制得的微晶玻璃陶瓷漿料注入模具中,在15~40℃靜置固化36~96h,脫模,制得氟金云母微晶玻璃陶瓷坯體;
9、6)將步驟5)制得的氟金云母微晶玻璃陶瓷坯體干燥至恒重,置于850~1250℃下煅燒2~12h,制得氟金云母微晶玻璃陶瓷。
10、進(jìn)一步地,步驟1)中,所述氟金云母粉體的粒徑為13~150μm。
11、進(jìn)一步地,步驟1)中,所述玻璃粉體為sio2-al2o3-cao體系玻璃粉、sio2-al2o3-cao-b2o3體系玻璃粉、sio2-b2o3-na2o/k2o體系玻璃粉中的一種,粒徑為≤10μm。
12、進(jìn)一步地,步驟1)中,所述陶瓷粉體為氧化硅粉體、氧化鋁粉體、莫來石粉體中的一種,純度≥99.5wt%,粒徑≤10μm。
13、進(jìn)一步地,步驟2)中,所述分散劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、五乙烯六胺、四乙烯五胺、酰胺-銨鹽型異丁烯馬來酸酐共聚物、異丁烯馬來酸酐共聚物中的至少一種。
14、進(jìn)一步地,步驟3)中,所述陶瓷球為氧化鋁、氧化鋯、瑪瑙陶瓷球中的一種。
15、進(jìn)一步地,步驟4)中,所述粘結(jié)劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油醚、酰胺-銨鹽型異丁烯馬來酸酐共聚物、聚乙二醇二縮水甘油醚、異丁烯馬來酸酐共聚物中的一種。
16、本發(fā)明還提供一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷,由上述的制備方法制備得到。
17、本發(fā)明的有益效果是:
18、1、本發(fā)明通過合理地控制分散劑、粘結(jié)劑及去離子水等的比例,經(jīng)過球磨、除泡、澆注、干燥和燒結(jié)即可制得氟金云母微晶玻璃陶瓷坯體,工藝簡單、易于成型。
19、2、本發(fā)明在制備過程中,直接以氟金云母、玻璃粉和陶瓷粉體為主要原料,價格低廉,對設(shè)備要求低,易于規(guī)?;a(chǎn),具有較大的產(chǎn)業(yè)化前景。
20、3、本發(fā)明具有工藝簡單、易于制備大尺寸氟金云母陶瓷、成本低等優(yōu)點;用該方法制備的氟金云母微晶玻璃陶瓷具有密度大、強度高和應(yīng)用前景大。
21、當(dāng)然,實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達(dá)到以上的所有優(yōu)點。
1.一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷的制備方法,其特征在于,包含以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟1)中,所述氟金云母粉體的粒徑為13~150μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟1)中,所述玻璃粉體為sio2-al2o3-cao體系玻璃粉、sio2-al2o3-cao-b2o3體系玻璃粉、sio2-b2o3-na2o/k2o體系玻璃粉中的一種,粒徑為≤10μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟1)中,所述陶瓷粉體為氧化硅粉體、氧化鋁粉體、莫來石粉體中的一種,純度≥99.5wt%,粒徑≤10μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟2)中,所述分散劑為苯乙烯-馬來酸酐共聚物、五乙烯六胺、四乙烯五胺、酰胺-銨鹽型異丁烯馬來酸酐共聚物、異丁烯馬來酸酐共聚物中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟3)中,所述陶瓷球為氧化鋁、氧化鋯、瑪瑙陶瓷球中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于,步驟4)中,所述粘結(jié)劑為1,4-丁二醇二縮水甘油醚、二縮水甘油醚、酰胺-銨鹽型異丁烯馬來酸酐共聚物、聚乙二醇二縮水甘油醚、異丁烯馬來酸酐共聚物中的一種。
8.一種高強度氟金云母微晶玻璃陶瓷,由權(quán)利要求1~7任一項所述的制備方法制備得到。