一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 新型陶瓷材料在性能上有其独特的优越性，特别是在热性能和机械性能方面，有 耐高温、隔热、高硬度、耐磨耗等；在电性能方面有绝缘性、压电性、半导体性、磁性等；但同 时也有它的缺点，如脆性。因此研究开发新型功能陶瓷是材料科学中的一个重要领域。
[0003] 新型陶瓷材料采用人工合成的高纯度无机化合物为原料，在严格控制的条件下经 成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料，具有一系列优越的物理、化学 和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，因此，又称为特种陶瓷或精细陶瓷。
【发明内容】
[0004] 针对上述的需求，本发明的目的是提供了一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现： 一种耐热导电陶瓷材料，由包含以下重量份的组分制成： 纳米氧化铝 95-98份， 乙二醇 5-8份， 氧化钡 3-5份， 纳米二氧化钛1-1. 5份， 氟锆酸钾 0. 05-0. 2份， 纳米碳纤维 0. 02-0. 2份， 碳酸锰 0. 02-0. 04份， 四氧化三钴 0. 02-0. 03份， 电气石粉 0. 01-0. 03份， 煤矸石 0. 01-0. 02份， 三氧化二钇 0. 01-0. 02份。
[0006] 所述组分还包括颜料0-0? 5重量份。
[0007] 所述组分还包括氮化硼0-0? 5重量份。
[0008] 所述组分还包括铝酸钙0-0? 2重量份。
[0009] 所述乙二醇的平均分子量为8000-10000。
[0010] -种耐热导电陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤： (1) 称取纳米氧化铝95-98重量份、乙二醇5-8重量份、纳米碳纤维0. 02-0. 2重量份、 四氧化三钴〇. 02-0. 03重量份、电气石粉0. 01-0. 03重量份、煤矸石0. 01-0. 02重量份、三 氧化二钇0. 01-0. 02重量份、颜料0-0. 5重量份、氮化硼0-0. 5重量份和铝酸钙0-0. 2重量 份，采用湿式球磨法混合2-3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡3-5重量份、纳米二氧化钛1-1. 5重量份、氟锆酸钾 0. 05-0. 2重量份和碳酸锰0. 02-0. 04重量份，升温至900-950°C，保温2-3小时，压制成型， 在1100-1250°C中烧结2-3小时； (3)将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至750-800°C，保温1-2小时，自 然冷却，得到耐热导电陶瓷材料。
[0011] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明制得的耐热导电陶瓷材料具有耐高温、机械强度、耐腐蚀性能和耐磨性，而 且具有导电率高、重量轻、抗拉强度高和寿命长的特点。
[0012] (2)本发明制得的耐热导电陶瓷材料在不同的使用环境中仍能保持良好的稳定性 和耐候性。
[0013] (3)本发明的耐热导电陶瓷材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
【具体实施方式】
[0014] 以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
[0015] 实施例1 (1) 称取纳米氧化铝95kg、平均分子量为8000的乙二醇5kg、纳米碳纤维0. 02kg、四氧 化三钴0. 02kg、电气石粉0. 01kg、煤矸石0. 01kg、三氧化二?乙0. 01kg、颜料0. 5kg、氮化硼 0. 5kg和铝酸钙0. 2kg，采用湿式球磨法混合2小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡3kg、纳米二氧化钛lkg、氟锆酸钾0.05kg和碳酸锰 0. 02kg，升温至900°C，保温2小时，压制成型，在1100°C中烧结2小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至750°C，保温1小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0016] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0017] 实施例2 (1) 称取纳米氧化铝95kg、平均分子量为8000的乙二醇5kg、纳米碳纤维0. 02kg、四氧 化三钴0. 02kg、电气石粉0. 01kg、煤矸石0.0 lkg和三氧化二纪0. 01kg，采用湿式球磨法混 合2小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡3kg、纳米二氧化钛lkg、氟锆酸钾0.05kg和碳酸锰 0. 02kg，升温至900°C，保温2小时，压制成型，在1100°C中烧结2小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至750°C，保温1小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0018] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0019] 实施例3 (1) 称取纳米氧化铝98kg、平均分子量为10000的乙二醇8kg、纳米碳纤维0. 2kg、四氧 化三钴0. 03kg、电气石粉0. 03kg、煤矸石0. 02kg、三氧化二钇0. 02kg、颜料0. 5kg、氮化硼 0. 5kg和铝酸钙0. 2kg，采用湿式球磨法混合3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡5kg、纳米二氧化钛I. 5kg、氟锆酸钾0. 2 kg和碳酸锰 0. 04kg，升温至950°C，保温3小时，压制成型，在1250°C中烧结3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至800°C，保温2小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0020] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0021] 实施例4 (1) 称取纳米氧化铝98kg、平均分子量为10000的乙二醇8kg、纳米碳纤维0. 2kg、四氧 化三钴0. 03kg、电气石粉0. 03kg、煤矸石0. 01kg、三氧化二纪0. 01kg、颜料0. 5kg、氮化硼 0. 5kg和铝酸钙0. 2kg，采用湿式球磨法混合3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡5kg、纳米二氧化钛I. 5kg、氟锆酸钾0. 2 kg和碳酸锰 0. 04kg，升温至950°C，保温3小时，压制成型，在1250°C中烧结3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至800°C，保温2小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0022] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0023] 实施例5 (1) 称取纳米氧化铝97kg、平均分子量为9000的乙二醇7kg、纳米碳纤维0. lkg、四氧 化三钴0. 02kg、电气石粉0. 02kg、煤矸石0. 01kg、三氧化二钇0. 01kg、颜料0. 2kg、氮化硼 0. 2kg和铝酸钙0. lkg，采用湿式球磨法混合2小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡4kg、纳米二氧化钛I. 2kg、氟锆酸钾0.1 kg和碳酸锰 0. 03kg，升温至930°C，保温2小时，压制成型，在1200°C中烧结2小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至780°C，保温1小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0024] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0025] 对比例1 (1) 称取纳米氧化铝98kg、平均分子量为10000的乙二醇8kg、纳米碳纤维0. 2kg、四氧 化三钴0. 03kg、电气石粉0. 03kg、三氧化二钇0. 02kg、颜料0. 5kg、氮化硼0. 5kg和铝酸钙 0. 2kg，采用湿式球磨法混合3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡5kg、纳米二氧化钛I. 5kg、氟锆酸钾0. 2 kg和碳酸锰 0. 04kg，升温至950°C，保温3小时，压制成型，在1250°C中烧结3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至800°C，保温2小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0026] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0027] 对比例2 (1) 称取纳米氧化错98kg、纳米碳纤维0. 2kg、四氧化三钴0. 03kg、电气石粉0. 03kg、煤 矸石0. 02kg、颜料0. 5kg、氮化硼0. 5kg和错酸f丐0. 2kg，采用湿式球磨法混合3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡5kg、纳米二氧化钛I. 5kg、氟锆酸钾0. 2 kg和碳酸锰 0. 04kg，升温至950°C，保温3小时，压制成型，在1250°C中烧结3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至800°C，保温2小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0028] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0029] 对比例3 (1)称取纳米氧化铝98kg、平均分子量为10000的乙二醇8kg、纳米碳纤维0. 2kg、四氧 化三钴0. 03kg、电气石粉0. 03kg、煤矸石0. 02kg、三氧化二钇0. 02kg、颜料0. 5kg、氮化硼 0. 5kg和铝酸钙0. 2kg，采用湿式球磨法混合3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡5kg、纳米二氧化钛I. 5kg和碳酸锰0. 04kg，升温至 950°C，保温3小时，压制成型，在1250°C中烧结3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C /min的降温速率，将温度降至800°C，保温2小时，自然冷却， 得到耐热导电陶瓷材料。
[0030] 制得耐热导电陶瓷材料的性能测试结果如表1所示。
[0031] 表 1
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴 所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种耐热导电陶瓷材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成： 纳米氧化铝 95-98份， 乙二醇 5-8份， 氧化钡 3-5份， 纳米二氧化钛1-1. 5份， 氟锆酸钾 0. 05-0. 2份， 纳米碳纤维 0. 02-0. 2份， 碳酸锰 0. 02-0. 04份， 四氧化三钴 0. 02-0. 03份， 电气石粉 0. 01-0. 03份， 煤矸石 0. 01-0. 02份， 三氧化二钇 0. 01-0. 02份。2. 根据权利要求1所述的耐热导电陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括颜料0-0. 5 重量份。3. 根据权利要求1所述的耐热导电陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括氮化硼 〇-〇. 5重量份。4. 根据权利要求1所述的耐热导电陶瓷材料，其特征在于，所述组分还包括铝酸钙 〇-〇. 2重量份。5. 根据权利要求1所述的耐热导电陶瓷材料，其特征在于，所述乙二醇的平均分子量 为 8000-10000。6. -种耐热导电陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 称取纳米氧化铝95-98重量份、乙二醇5-8重量份、纳米碳纤维0. 02-0. 2重量份、 四氧化三钴〇. 02-0. 03重量份、电气石粉0. 01-0. 03重量份、煤矸石0. 01-0. 02重量份、三 氧化二钇0. 01-0. 02重量份、颜料0-0. 5重量份、氮化硼0-0. 5重量份和铝酸钙0-0. 2重量 份，采用湿式球磨法混合2-3小时； (2) 在惰性气氛下加入氧化钡3-5重量份、纳米二氧化钛1-1. 5重量份、氟锆酸钾 0. 05-0. 2重量份和碳酸锰0. 02-0. 04重量份，升温至900-950°C，保温2-3小时，压制成型， 在1100-1250°C中烧结2-3小时； (3) 将步骤2的产物，10°C/min的降温速率，将温度降至750-800°C，保温1-2小时，自 然冷却，得到耐热导电陶瓷材料。
【专利摘要】本发明公开了一种耐热导电陶瓷材料及其制备方法。该耐热导电陶瓷材料由包含以下重量份的组分制成：纳米氧化铝95-98份、乙二醇5-8份、氧化钡3-5份、纳米二氧化钛1-1.5份、氟锆酸钾0.05-0.2份、纳米碳纤维0.02-0.2份、碳酸锰0.02-0.04份、四氧化三钴0.02-0.03份、电气石粉0.01-0.03份、煤矸石0.01-0.02份和三氧化二钇0.01-0.02份。本发明还提供了一种耐热导电陶瓷材料的制备方法。
【IPC分类】C04B35/10, C04B35/622
【公开号】CN105174921
【申请号】
【发明人】庆效荣
【申请人】苏州亿馨源光电科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月15日