本發(fā)明涉及一種陶瓷材料，具體涉及到一種含鉻的氧化鋁材料及其制備方法。

技術(shù)背景

氧化鋁陶瓷作為先進(jìn)陶瓷中應(yīng)用最廣的一種材料，伴隨著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：（1）技術(shù)裝備水平將快速提高：計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了先進(jìn)陶瓷材料工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展，諸如自動(dòng)控制連續(xù)燒結(jié)窯爐、大功率大容量研磨設(shè)備、高性能制粉造粒設(shè)備等凈壓成型設(shè)備等先進(jìn)的成套設(shè)備有利地推動(dòng)了行業(yè)整體水平的提高，同時(shí)在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等方面也都明顯改善;（2）產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提高：國(guó)內(nèi)微晶氧化鋁陶瓷制品從無(wú)到有，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，產(chǎn)品質(zhì)量從低到較高，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的歷程;（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模將迅速擴(kuò)大：微晶氧化鋁陶瓷制品作為其它行業(yè)或領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料，受著其它行業(yè)發(fā)展水平的影響和限制。從氧化鋁陶瓷的應(yīng)用情況看，應(yīng)用范圍越來(lái)越寬，用量越來(lái)越大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種含鉻的氧化鋁材料，還提供了所述氧化鋁陶瓷材料的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案：

一種含鉻的氧化鋁材料，由以下重量百分比的組分組成：氧化鋁70~90%，鉻10~30%。

優(yōu)選地，所述氧化鋁陶瓷還可以摻雜有氧化鉬，按所述氧化鋁陶瓷總重量100%計(jì)，其含量為0.5%~2.5%。

本發(fā)明還提供了上述所述的含鉻的氧化鋁材料的制備方法，所述方法為將金屬鉻摻雜進(jìn)氧化鋁粉料中。

優(yōu)選地，氧化鉬通過(guò)高速納米磨與氧化鋁粉料充分混合。

優(yōu)選地，金屬鉻與含有氧化鉬的氧化鋁粉料在硬合金球磨桶內(nèi)充份混合，混合介質(zhì)為有機(jī)溶劑。

優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為無(wú)水乙醇。

優(yōu)選地，混合料經(jīng)烘干后，過(guò)100目篩，再在每500g料中加入3%石蠟汽油溶液和2~3ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種含鉻的氧化鋁陶瓷，通過(guò)金屬鉻表面生產(chǎn)的一層致密的氧化鉻層，與氧化鋁生產(chǎn)固溶體，以降低它們表面之間的界面能來(lái)改善潤(rùn)濕性，使金屬相和陶瓷相之間產(chǎn)生結(jié)合；并添加了氧化鉬作為生長(zhǎng)抑制劑，由于氧化鉬與氧化鋁生成尖晶石而富集在晶界上，阻值了晶界移動(dòng)，從而達(dá)到抑制晶粒長(zhǎng)大的目的，有助于提高金屬陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度，從而提高氧化鋁陶瓷的耐腐蝕性、耐磨性、抗沖刷性。

具體實(shí)施方式

為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為30%，氧化鋁70%。

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為4.56g/cm3。

實(shí)施例2

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為10%，氧化鋁90%。

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為6.01g/cm3.

實(shí)施例3

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為28%，氧化鋁72%。

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為5.92g/cm3。

實(shí)施例4

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在摻有氧化鉬的氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁陶瓷材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為25%，氧化鋁75%。氧化鉬占陶瓷材料重量的0.5%

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為5.90g/cm3。

實(shí)施例5

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在摻有氧化鉬的氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁陶瓷材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為25%，氧化鋁75%。氧化鉬占材料重量的1.5%

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為5.96g/cm3。

實(shí)施例6

本發(fā)明所述氧化鋁材料的一種實(shí)施例，所述的材料是通過(guò)在摻有氧化鉬的氧化鋁粉中摻雜金屬鉻而得，按所述氧化鋁陶瓷材料總重量100%計(jì)，所述的金屬鉻含量為25%，氧化鋁75%。氧化鉬占陶瓷材料重量的2.5%

上述含鉻的氧化鋁材料的制備方法的一種實(shí)施例，所述方法包括以下步驟：

將氧化鋁與金屬鉻在合金球磨筒在進(jìn)行球磨50小時(shí)，無(wú)水酒精為介質(zhì)，球料比為4:1；

將混合料經(jīng)烘干后過(guò)100目篩；

每500克粉料加入3%石蠟汽油溶液和2ml的油酸，再經(jīng)干燥后過(guò)55目篩；

所得粉料在100mpa壓力下干壓成型，根據(jù)制品尺寸大小，在鉬絲爐中進(jìn)行脫蠟，400℃保溫2~4小時(shí)，900℃保溫3~6小時(shí)。然后在真空爐中燒結(jié)成型，溫度1630℃，保溫30分鐘。制得陶瓷密度為5.98g/cm3。

比較實(shí)施例

比較實(shí)施例為現(xiàn)代技術(shù)中常見(jiàn)的陶瓷材料。

具體為納米氧化鋁粉進(jìn)行球磨分散，成型后燒結(jié)，一般強(qiáng)度在300-305之間。

實(shí)施例7

本實(shí)施例對(duì)采用本發(fā)明的實(shí)施例1-6方法所制備的材料進(jìn)行測(cè)試，并與比較實(shí)施例的材料進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果如表1。

本實(shí)施例采用的性能測(cè)試方法如下：

（1）抗彎強(qiáng)度采用gb/t6569-2006精細(xì)陶瓷彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法；

(2)斷裂韌性采用gb/t23806-2009精細(xì)陶瓷斷裂韌性試驗(yàn)方法和單邊預(yù)裂紋梁(sepb)法；

(3)硬度采用gb/t16534-2009精細(xì)陶瓷室溫硬度試驗(yàn)方法；

(4)耐水蒸汽性能：300℃、86bar的高壓釜中進(jìn)行9天測(cè)試；

(5)化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試：分別在質(zhì)量濃度為37％hcl、質(zhì)量濃度為50％h3po4以及10m

naoh中測(cè)試，各在70℃時(shí)進(jìn)行30天。

表1為實(shí)施例1~6陶瓷材料與比較實(shí)施例陶瓷材料的性能對(duì)比。

由表1可以看出，本發(fā)明所的提供的材料的物理性能有所提高，都能滿足高性能工程陶瓷材料的理化性能需求，并且添加氧化鉬粉末可以提高材料的硬度和強(qiáng)度，強(qiáng)度在氧化鉬添加量為1.5%時(shí)達(dá)到頂峰，硬度隨氧化鉬的添加量的增加有小幅度的增加。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。