專利名稱：一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明屬稀土復(fù)合陶瓷的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種新型稀土復(fù)合陶瓷材料的制造方法。
背景技術(shù)：
:稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序數(shù)57到71的15種鑭系元素氧化物，以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、水磁材料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并有不斷擴(kuò)大的趨勢。例如，空間技術(shù)、海洋開發(fā)、電子技術(shù)、自動控制等領(lǐng)域中都需要應(yīng)用性能優(yōu)良、制造簡便的陶瓷材料，稀土元素由于具有特殊的電子組態(tài)及其突出的化學(xué)活性，使它在陶瓷材料改性研究方面起著重要作用。例如在PbTio3陶瓷基材料中，摻雜La203、CeO2, Nd203、Sm2O3> Eu2O3和Gd2O3等稀土氧化物，可以獲得介電常數(shù)小、機(jī)電耦合各向異性大的新材料，這種材料在高頻、高靈敏度、高分辯率的超聲換能器等方面有著廣闊的應(yīng)用多有報(bào)道，近年來已引起國內(nèi)外材料學(xué)界的極大關(guān)注。但就專業(yè)復(fù)合應(yīng)用于照明行業(yè)以及制造LED基板及有配的稀土復(fù)合陶瓷還未見報(bào)道。·發(fā)明內(nèi)容:為了克服現(xiàn)有稀土復(fù)合陶瓷存在的韌性差、強(qiáng)度不高的問題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于照明行業(yè)的具有良好的增強(qiáng)氧化鋁系陶瓷韌性及強(qiáng)度的新型稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的。一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下體積百分比的物質(zhì)組份組成:a-AL20370%, TI (C，N) 20%, M04%, Ni3.2%,Y2032.5%, MgO 0.3%，上述的 TI (C，N)的C、N元素的摩爾比為0.4-0.6: 0.6-0.4。上述各組分的純度大于99%，平均直徑小于I μ m。一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法，其特征是按照以下方法進(jìn)行生廣:將各組分原料按比例混合，以N2氣為保護(hù)氣氛，濕式球磨40h，干燥，在隊(duì)氣流中過篩，最后熱壓燒結(jié)成型，熱壓工藝參數(shù)為:熱壓壓力為30-35Mpa，熱壓溫度1600°C -1700°C，保溫時(shí)間為4-5min。本發(fā)明的生產(chǎn)方法，為了提高純度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，均采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加熱清洗10_30min。在本發(fā)明的復(fù)合材料中，通過添加金屬粉末MO和Ni，起到粘結(jié)相的作用，可以提高復(fù)合材料的強(qiáng)度。在本發(fā)明的復(fù)合材料中，通過添加Y2O3粉末，起到清潔界面、提高界面結(jié)合強(qiáng)度，有助于燒結(jié)的使用機(jī)理，提高材料的力學(xué)性能。本發(fā)明將陶瓷原材料Al2O3與TI (C，N)熱壓復(fù)合，從而形成Al2O3基TI (C，N)復(fù)合材料，該復(fù)桔材料具有良好的力學(xué)發(fā)生性能和耐高溫、耐腐蝕、抗氧化性通順。本發(fā)明中的陶瓷材料，其測試結(jié)果表明:所研制的復(fù)合陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度最高達(dá)到965Mpa，斷裂韌性達(dá)6.1Mpa172,分別比純Al2O3陶瓷材料提高95%和61 %，比相應(yīng)不含稀土氧化物的陶瓷材料提高約15%和18%，材料的硬度達(dá)到19.5Gpa，受稀土氧化物的影響不大。與已有發(fā)明相比較，本發(fā)明的主要特點(diǎn)在于通過在Al2O3與TI (C，N)復(fù)合陶瓷中添加稀土氧化物Y2O3，研制成功稀土補(bǔ)強(qiáng)Al2O3基TI (C，N)材料，其力學(xué)性能尤其是抗彎強(qiáng)度較相應(yīng)不含稀土氧化物的陶瓷材料和其他現(xiàn)有含稀土元素的氧化鋁系陶瓷材料有較大幅度提高。本發(fā)明所制備稀土復(fù)合陶瓷時(shí)具有可靠性高、安全、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所用材料價(jià)格便宜，燒結(jié)耗能少，燒結(jié)時(shí)間短，燒結(jié)制得的稀土復(fù)合陶瓷產(chǎn)品晶粒細(xì)小，無氣孔，致密度高，使產(chǎn)品具有很好的強(qiáng)度和韌性，其性能(如導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)電率、介電常數(shù)等)更加穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的生產(chǎn)方法具有操作簡單，制品力學(xué)性能高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例:取 a-AL20370%，TI (C，N) 20%,M04%,Ni3.2%, Υ2032.5%，MgO0.3%，上述的 TI (C，N)的C、N元素的摩爾比為0，4-0.6: 0.6-0.4。上述各組分的純度為99%，平均直徑為I μ m。將各組分原料按比例混合，以N2氣為保護(hù)氣氛，濕式球磨40h，干燥，在N2氣流中過篩，最后熱壓燒結(jié)成型，熱壓工藝參數(shù)為:熱壓壓力為35Mpa，熱壓溫度1700°C，保溫時(shí)間為 4min。本發(fā)明的生產(chǎn)方法，為了提高純度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加熱清洗20min。在本發(fā)明的復(fù)合材料中，通過添加金屬粉末MO和Ni，起到粘結(jié)相的作用，可以提高復(fù)合材料的強(qiáng)度。在本發(fā)明的復(fù)合材料中，通過添加Y2O3粉末，起到清潔界面、提高界面結(jié)合強(qiáng)度，有助于燒結(jié)的使用機(jī)理，提高材料的力學(xué)性能。本發(fā)明將陶瓷原材料Al2O3與TI (C，N)熱壓復(fù)合，從而形成Al2O3基TI (C，N)復(fù)合材料，該復(fù)桔材料具 有良好的力學(xué)發(fā)生性能和耐高溫、耐腐蝕、抗氧化性通順。本發(fā)明中的陶瓷材料，其測試結(jié)果表明:所研制的復(fù)合陶瓷材料的抗彎強(qiáng)度最高達(dá)到965Mpa，斷裂韌性達(dá)6.1Mpa172,分別比純Al2O3陶瓷材料提高95%和61 %，比相應(yīng)不含稀土氧化物的陶瓷材料提高約15%和18%，材料的硬度達(dá)到19.5Gpa，受稀土氧化物的影響不大。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下體積百分比的物質(zhì)組份組成:a-AL20370%, TI (C, N) 20%, M04%, Ni3.2%, Y2032.5%,MgO0.3%，上述的TI (C，N)的C、N元素的摩爾比為0.4-0.6: 0.6-0.4 ;上述各組分的純度大于99%，平均直徑小于I μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料，其制造方法是: (1)將各組分原料按比例混合，以N2氣為保護(hù)氣氛，濕式球磨40h，干燥，在N2氣流中過篩，最后熱壓燒結(jié)成型，熱壓工藝參數(shù)為:熱壓壓力為30-35Mpa，熱壓溫度1600°C -1700°C，保溫時(shí)間為4-5min ； (2)為了提高純度，所以在a-Al203粉末和TI(C，N)粉末混合前，均采用稀土 HNO3和稀NaOH溶液加熱清洗10-30min ； (3)通過添加金屬粉末MO和Ni，起到粘結(jié)相的作用，可以提高復(fù)合材料的強(qiáng)度； (4)通過添加Y2O3粉末，起到清潔界面、提高界面結(jié)合強(qiáng)度，有助于燒結(jié)的使用機(jī)理，提高材料的 力學(xué)性能。
全文摘要
一種應(yīng)用于照明行業(yè)的稀土復(fù)合陶瓷材料及其制造方法，其特征是由以下體積百分比的物質(zhì)組份組成a-AL2O370％，TI(C，N)20％，MO4％，Ni3.2％，Y2O32.5％，MgO0.3％，上述的TI(C，N)的C、N元素的摩爾比為0.4-0.6∶0.6-0.4。其生產(chǎn)方法是將各組分原料按比例混合，以N2氣為保護(hù)氣氛，濕式球磨40h，干燥，在N2氣流中過篩，最后熱壓燒結(jié)成型，熱壓工藝參數(shù)為熱壓壓力為30-35Mpa，熱壓溫度1600℃-1700℃，保溫時(shí)間為4-5min。本發(fā)明所制備稀土復(fù)合陶瓷時(shí)具有可靠性高、安全、節(jié)電等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C04B35/622GK103242032SQ20131014541
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者顧鵬 申請人:安徽三丁光伏節(jié)能電器有限公司