一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法技术

本发明专利技术提供了一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，其采用可升华或可低温熔化的材料作为芯模，采用橡胶材料作为外模，将喷雾造粒后的透明氧化铝陶瓷粉体原料，填入内外模的间隙中，然后进行冷等静压成型，获得带有芯模的整体陶瓷灯管所需的形状，然后使芯模材料升华或熔化，剩下一个两端带有毛细管的整体式异型透明陶瓷灯管坯体；进一步将坯体在氧化气氛炉内进行排胶、素烧、打磨，然后放入高温氢气炉中进行烧结，获得完全致密的高透光率的一体式异型透明陶瓷灯管。本发明专利技术造粒粉体添加有机物比较少，等静压成型坯体密度比较高，可获得较高的透光率；同时由于制得的灯管没有任何接缝，减少产生缺陷的机率，避免在灯使用时才暴露问题，而使灯的寿命比较稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷灯管制备方法，特别涉及一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法。
技术介绍
用透明Al2O3陶瓷代替石英玻璃来作金属卤化物灯管，提高了金卤灯的发光效率、显色指数和寿命，陶瓷金卤灯和白钠灯是近年发展起来的高光效、高显色性的节能光源，但它们所采用的陶瓷电弧管却形状远比高压钠灯管复杂，是两端带小管（封接电极用）、中部为椭球形或球形，而且要求内腔两端不要形成死角，这会造成发光物质的积聚，从而影响灯的光效和寿命，所以两端要弧形过渡，这给陶瓷坯体的成型带来很大难度。目前有采用整体成型，如注浆成型、注射后气压成型、挤制后气压成型等；也有采用凝胶注或注射对接成型。例如专利技术专利号CN101483125A就是采用注射成型方法将含有热塑性材料陶瓷粉体，先注射成型出一体性陶瓷管毛坯，然后通过加热使毛坯管软化，通过用压力气体从芯管打入其中，使中间部充气膨胀，符合外形要求的整体性陶瓷灯管坯体。但其缺点是采用注射成型工艺过程长，添加有机物多，容易混进杂质，影响透光性。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供以下技术方案：一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，所述方法步骤为：A:根据透明陶瓷灯管设计的形状，制备等静压方法成型用的外套模以及可升华或可低温熔化的材料制作芯模，芯模中插有细金属杆，以形成陶瓷灯管所需的两端毛细管，外模与芯模装配后所形成的间隙就是整体陶瓷灯管的形状；B:将含有晶粒生长抑制剂、分散剂和粘结剂的透明Al2O3陶瓷喷雾造粒料填充入内外模具所形成的间隙中，然后进行等静压成型；C:脱除外套模，拔去芯模中的细金属杆，然后进行低温加热，排除升华物质或低熔点物质所作的芯模，获得完整的陶瓷灯管坯体；D:将成型好的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶和素烧，使之获得一定强度，然后进行打磨使表面光滑；E:将打磨好的坯体放入高温氢气炉中进行烧结，获得最终产品。作为优选技术方案，步骤B中的抑制剂为MgO，Y2O3、La2O3和ZrO2成分中的两种或三种，其用量为Al2O3质量的0.03～0.5%；步骤B中的分散剂为柠檬酸氨或聚丙烯酸氨，其用量为Al2O3质量的0.2～3.0%；步骤B中的粘接剂为聚乙烯醇、聚乙二醇或甲基纤维素中的一种或两种，其用量为Al2O3质量的0.3～3.0%。作为优选技术方案，步骤A中的等静压方法是通过湿袋法或干袋法等静压机来进行成型，其成型压力为150～300MPa。作为优选技术方案，步骤C中的升华物质为樟脑或其他可升华物质；步骤C中的低熔点物质为石蜡或聚乙烯蜡等。作为优选技术方案，为提高其硬度，当低熔点物质为石蜡时，亦可掺入高纯碳黑粉。本专利技术所带来的有益效果是：，造粒粉体添加有机物比较少，等静压成型坯体密度比较高，可获得较高的透光率；同时由于制得的灯管没有任何接缝，减少产生缺陷的机率，避免在灯使用时才暴露问题，而使灯的寿命比较稳定。具体实施方式下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例1一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，所述方法步骤为：1、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求，制作胶橡外模。2、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求制作芯模，采用高纯度樟脑粉体在干压成型机上压成灯管内部空间的形状，纵向轴心并夹有用来制备灯管两端毛细管形状的细钨合金杆，外模与芯模配合后，形成的间隙正好符合整体陶瓷灯管的形状。3、将含有晶粒生长抑制剂0.05%MgO和0.05%La2O3，分散剂0.5%柠檬酸氨，粘结剂1.0%聚乙烯醇，并经过混磨和喷雾造粒的高纯Al2O3陶瓷粉体完全填充间隙，然后封上橡胶顶盖。4、将装满透明陶瓷造粒粉的模具放入干袋法冷等静压成型机工作缸中，然后进行施压200Mpa的等静压压力，使粉体变成具有一定强度的陶瓷坯体，将钨合金细杆从坯体中拔出，然后将陶瓷坯体从模具中取出。5、将坯体集中并同向放入排除樟脑芯模的装置中，采用吹风升华法使樟脑在80～100℃下升华并随气体进入凝华室，在较低温度状态下使樟脑结晶下来，从而达到回收樟脑的目的。6、将己排除樟脑芯模的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶与素烧，素烧温度为900～1100℃，时间为1～2小时，使坯体具有可加工的强度。7、将坯体表面进行抛磨加工至表面光滑。8、将经过打磨而且完整的坯体，放入氢气高温炉中进行最终的烧结，烧结温度为1700～1900℃，时间为0.5～5小时，获得完全致密的、透光率高的、形状复杂的一体式异型透明陶瓷灯管。实施例2一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，所述方法步骤为：1、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求，制作橡胶外模。2、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求制作芯模，采用注蜡机将高纯度石蜡注射成灯管内部空间的形状，在纵向轴心并夹有用来制备灯管两端毛细管形状的细钨合金杆；外模与芯模配合后，形成的间隙正好符合整体陶瓷灯管的形状。3、将含有晶粒生长抑制剂0.05%MgO和0.05%Y2O3，分散剂0.5%聚丙烯酸氨和粘结剂1.0%聚乙烯醇，并经过喷雾造粒的高纯Al2O3陶瓷粉体完全填充间隙，然后封上橡胶顶盖。4、将装满透明陶瓷造粒粉的模具放入冷等静压液缸中，然后进行施压200Mpa的等静压压力，使粉体变成具有一定强度的陶瓷粉坯体。5、将带有芯模的陶瓷坯体从模具中取出，然后将细钨合金杆从坯体中拔出。6、将坯体放入排除蜡芯模的炉子中，通过加热使蜡熔化并排除。7、将己排除蜡芯模的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶、素烧与打磨。素烧温度为900～1100℃，时间为1～2小时，使坯体具有可加工的强度。8、将经过打磨光滑的素坯，放入氢气高温炉中进行最终的烧结，烧结温度为1700～1900℃，时间为0.5～5小时，获得完全致密的、透光率高的、两端带有毛细管的一体式异型透明陶瓷灯管。实施例3一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，所述方法步骤为：1、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求，制作橡胶外模。2、制作石蜡与高纯碳黑粉混合物，按质量计石蜡与碳黑的比例为90:10，在石蜡熔融状态下逐步加入碳墨，并逐步混匀。3、根据整体陶瓷灯管形状尺寸的要求制作芯模，采用注蜡机将含有高纯度碳黑的石蜡在熔融状态下，注射到模具中，形成灯管内部空间的形状，在纵向轴心并夹有用来制备灯管两端毛细管形状的细钨合金杆。外模与芯模配合后，形成的间隙正好符合整体陶瓷灯管的形状。3、将含有晶粒生长抑制剂0.05%MgO、0.05%Y2O3及0.05%La2O3，分散剂0.5%聚丙烯酸氨和粘结剂1.0%聚乙烯醇，并经过喷雾造粒的透明Al2O3陶瓷粉体完全填充间隙，然后封上橡胶顶盖。4、将装满透明陶瓷造粒粉的模具放入冷等静压液缸中，然后进行施压200Mpa的等静压压力，使粉体变成具有一定强度的陶瓷坯体。5、将带有芯模的陶瓷坯体从模具中取出，然后将细钨合金杆从坯体中拔出。6、将坯体放入排除蜡芯模的炉子中，通过加热使石蜡与碳黑混合物熔化并排除。7、将己排除蜡芯模的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶、素烧与打磨。素烧温度为900～1100℃，时间为1～2小时，使坯体具有可加工的强度。8、将经过打磨光滑的坯体，放入氢气高温炉中进行最终的烧结，烧结温度为1700～1900℃，时间为0.5～5小时，获得完全致密的、透光率高的、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，其特征在于，所述方法步骤为：A:根据透明陶瓷灯管设计的形状，制备等静压方法成型用的外套模以及可升华或可低温熔化的材料制作芯模，芯模中插有细金属杆，以形成陶瓷灯管所需的两端毛细管，外模与芯模装配后所形成的间隙就是整体陶瓷灯管的形状；B:将含有晶粒生长抑制剂、分散剂和粘结剂的透明Al2O3陶瓷喷雾造粒料填充入内外模具所形成的间隙中，然后进行等静压成型；C:脱除外套模，拔去芯模中的细金属杆，然后进行低温加热，排除升华物质或低熔点物质所作的芯模，获得完整的陶瓷灯管坯体；D:将成型好的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶和素烧，使之获得一定强度，然后进行打磨使表面光滑；E:将打磨好的坯体放入高温氢气炉中进行烧结，获得最终产品。

【技术特征摘要】
1.一种一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，其特征在于，所述方法步骤为：A:根据透明陶瓷灯管设计的形状，制备等静压方法成型用的外套模以及可升华或可低温熔化的材料制作芯模，芯模中插有细金属杆，以形成陶瓷灯管所需的两端毛细管，外模与芯模装配后所形成的间隙就是整体陶瓷灯管的形状；B:将含有晶粒生长抑制剂、分散剂和粘结剂的透明Al2O3陶瓷喷雾造粒料填充入内外模具所形成的间隙中，然后进行等静压成型；C:脱除外套模，拔去芯模中的细金属杆，然后进行低温加热，排除升华物质或低熔点物质所作的芯模，获得完整的陶瓷灯管坯体；D:将成型好的坯体放入氧化气氛炉中进行排胶和素烧，使之获得一定强度，然后进行打磨使表面光滑；E:将打磨好的坯体放入高温氢气炉中进行烧结，获得最终产品。2.根据权利要求1所述的一体式异型透明陶瓷灯管的制备方法，其特征在于，步骤B中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗赫濯，汤长兴，展莉菲，胡谦，
申请(专利权)人：北京晶朗光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11