一种陶瓷材料的制备方法技术

本发明专利技术提供的陶瓷材料的制备方法，将孔隙结构的陶瓷预制体浸没于可溶性化合物的浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿孔隙结构进入陶瓷预制体内部，将浸渍后的陶瓷预制体浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，对陶瓷预制体进行干燥处理后烧结得到致密化的陶瓷材料，本发明专利技术提供的陶瓷材料的制备方法在陶瓷预制体之后引入改性组分，避免了改性组分对预制体制备工艺的影响，且通过浸渍沉淀，反应生成的改性组分尺寸均匀细小，且高度分散，不团聚，保证了改性组分的均一性，对微量引入和含量精度要求较高的情况有良好效果，可以大幅提高陶瓷预制体中改性组分的均匀性，再经后续烧结或致密化处理，可得到性能均一的陶瓷材料成品。

Preparation of a Ceramic Material

The preparation method of the ceramic material provided by the invention immerses the porous ceramic preform in the impregnating solution of the soluble compound, makes the impregnating solution enter the interior of the ceramic preform along the porous structure, immerses the impregnated ceramic preform in ammonia water or places it in the space filled with ammonia gas to generate solid hydroxide, and dries the ceramic preform. After sintering, dense ceramic material is obtained. The preparation method of the ceramic material provided by the invention introduces modified components after the ceramic preform, avoiding the influence of modified components on the preparation process of the preform, and through impregnation and precipitation, the size of the modified components generated by the reaction is uniform and fine, highly dispersed and not agglomerated, ensuring the homogeneity of the modified components, introducing and containing trace amounts of the modified components. Good results can be obtained in the case of high accuracy requirement. The homogeneity of modified components in ceramic preforms can be greatly improved. After subsequent sintering or densification treatment, ceramic products with uniform properties can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷材料的制备方法
本专利技术涉及材料制备
，特别涉及一种陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
陶瓷材料及陶瓷复合材料因其性能上的优越性，在能源、信息、空间技术以及其他服役条件苛刻的领域有着广泛的应用。由于制备工艺的需要或对材料最终性能的改善需求，在陶瓷材料制备过程中往往需要在陶瓷预制体中引入其他组分以达到预期效果。比如在烧结过程中引入烧结助剂提高活性，促进致密化；引入稀土元素或其他组分以实现陶瓷的掺杂改性；引入着色相实现彩色陶瓷制备等。对于具有连通孔隙的预制体，浸渍法是一种常用的引入改性组分的方法。其处理过程主要是将多孔预制体浸泡于含有改性组分的溶液中，液相通过毛细作用或通过控制浸渍条件沿孔隙结构进入预制体内部，附着于预制体孔隙内。经浸渍法处理的预制体一般需要经过加热处理，使渗入的改性组分受热分解，生成在最终材料体系中稳定存在的新相，最后再进行烧结、致密化过程以得到所需组分的陶瓷材料。在浸渍后的加热干燥过程中，由于表面液相先挥发，内部液体向表面迁移，最终造成浸渍相在预制体内重新分布，引入改性组分在预制体内部与表面含量不均匀。成分的均匀性对材料的最终性能有着至关重要的影响，因此实现改性组分的均匀浸渍，对提高陶瓷材料的整体性能有着重要意义。
技术实现思路
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种可提高陶瓷预制体中改性组分的均匀性及性能均一的陶瓷材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供了一种陶瓷材料的制备方法，包括下述步骤：制备陶瓷预制体，所述陶瓷预制体具有连通孔隙结构；配置浸渍溶液；将所述陶瓷预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部；将浸渍后的陶瓷预制体取出，浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，使改性组分的原位固定；对所述陶瓷预制体进行干燥处理，再将所述陶瓷预制体经烧结得到致密化的陶瓷材料。在一些较佳的实施例中，在制备陶瓷预制体的步骤中，具体为：将陶瓷坯体经排胶或脱脂处理，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体。在一些较佳的实施例中，在将陶瓷坯体经排胶或脱脂处理，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体的步骤中，具体为：在真空环境下，将陶瓷坯体置于500℃～1000℃保温1h～10h，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体。在一些较佳的实施例中，所述陶瓷预制体的孔隙率为30vol％～50vol％，所述陶瓷预制体的孔径范围为0.03μm～1μm。在一些较佳的实施例中，在将改性组分的可溶性化合物溶于溶剂中制成浸渍溶液的步骤中，所述改性组分包括Fe、Cu、Ti、Co、Al或Ce。在一些较佳的实施例中，所述可溶性化合物为可溶性硝酸盐，所述可溶性硝酸盐包括Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3，所述溶剂为水或乙醇中的一种。在一些较佳的实施例中，所述浸渍溶液中添加有非离子型表面活性剂，所述非离子型表面活性剂包括PVP或平平加。在一些较佳的实施例中，在将所述预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部的步骤中，所述浸没的时间为2～24h，所述浸没的条件为加热或真空浸渍处理。在一些较佳的实施例中，所述陶瓷预制体在氨水中的浸渍时间为10～24h，在充满氨气的空间中的放置时间为24～48h。在一些较佳的实施例中，在对所述陶瓷预制体进行干燥处理，再将所述陶瓷预制体经烧结得到致密化的陶瓷材料的步骤中，所述干燥的温度为60～120℃，干燥的时间为10～20h，所述烧结的温度为600～1500℃。本专利技术采用上述技术方案的优点是：本专利技术提供的陶瓷材料的制备方法，将制备的具有连通孔隙结构的陶瓷预制体浸没于包括改性组分的可溶性化合物的浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部，将浸渍后的陶瓷预制体浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，对所述陶瓷预制体进行干燥处理，再将所述陶瓷预制体经烧结得到致密化的陶瓷材料，本专利技术提供的陶瓷材料的制备方法在陶瓷预制体之后引入改性组分，避免了改性组分对预制体制备工艺的影响，且通过浸渍沉淀，反应生成的改性组分尺寸均匀细小，且高度分散，不团聚，保证了改性组分的均一性，对微量引入和含量精度要求较高的情况有良好效果，可以大幅提高陶瓷预制体中改性组分的均匀性，再经后续烧结或致密化处理，可得到性能均一的陶瓷材料成品。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的陶瓷材料的制备方法的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为本专利技术实施例提供的陶瓷材料的制备方法100的步骤流程图，包括下述步骤：步骤S110：制备陶瓷预制体，所述陶瓷预制体具有连通孔隙结构。在一些较佳的实施例中，将陶瓷坯体经排胶或脱脂处理，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体。可以理解，陶瓷坯体可以是采用注浆成型，压力成型，凝胶注模成型等方法制备。可以理解，排胶或脱脂温度根据成型方法不同会有所差异；优选的，可在真空环境下，将陶瓷坯体置于500℃～1000℃保温1h～10h，得到具有连通孔隙的陶瓷预制体。在一些较佳的实施例中，陶瓷预制体的孔隙率为30vol％～50vol％，陶瓷预制体的孔径范围为0.03μm～1μm。步骤S120：将改性组分的可溶性化合物溶于溶剂中制成浸渍溶液。在一些较佳的实施例中，所述改性组分包括Fe、Cu、Ti、Co、Al或Ce。可以理解，通过选择含有上述组分的可溶性化合物，溶于特定溶剂制成浸渍溶液，且由于被引入改性组分的自由度较高，可实现相当种类组分的引入。在一些较佳的实施例中，所述可溶性化合物为可溶性硝酸盐，所述可溶性硝酸盐包括Fe(NO3)3·9H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O、Al(NO3)3，所述溶剂为水或乙醇中的一种。在一些较佳的实施例中，所述浸渍溶液中添加有非离子型表面活性剂，所述非离子型表面活性剂包括PVP或平平加，以提高所述陶瓷预制体于浸渍溶液的润湿性。步骤S130：将所述陶瓷预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部。在一些较佳的实施例中，所述浸没的时间为2～24h，所述浸没的条件为加热或真空浸渍处理，以更好的实现充分浸渍。进一步地，浸渍时间为10～14h。在一些较佳的实施例中，在完成将所述陶瓷预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部的步骤后，还包括下述步骤：步骤S140：将浸渍后的陶瓷预制体取出，浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，使改性组分的原位固定。可以理解，将浸渍后的陶瓷预制体取出，浸没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：制备陶瓷预制体，所述陶瓷预制体具有连通孔隙结构；将改性组分的可溶性化合物溶于溶剂中制成浸渍溶液；将所述陶瓷预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部；将浸渍后的陶瓷预制体取出，浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，使改性组分的原位固定；对所述陶瓷预制体进行干燥处理，再将所述陶瓷预制体经烧结得到致密化的陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：制备陶瓷预制体，所述陶瓷预制体具有连通孔隙结构；将改性组分的可溶性化合物溶于溶剂中制成浸渍溶液；将所述陶瓷预制体浸没于所述浸渍溶液中，使所述浸渍溶液沿所述孔隙结构进入所述陶瓷预制体内部；将浸渍后的陶瓷预制体取出，浸没于氨水中或放置于充满氨气的空间，以生成固态的氢氧化物，使改性组分的原位固定；对所述陶瓷预制体进行干燥处理，再将所述陶瓷预制体经烧结得到致密化的陶瓷材料。2.如权利要求1所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在制备陶瓷预制体的步骤中，具体为：将陶瓷坯体经排胶或脱脂处理，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体。3.如权利要求2所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在将陶瓷坯体经排胶或脱脂处理，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体的步骤中，具体为：在真空环境下，将陶瓷坯体置于500℃～1000℃保温1h～10h，得到具有连通孔隙结构的陶瓷预制体。4.如权利要求3所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述陶瓷预制体的孔隙率为30vol％～50vol％，所述陶瓷预制体的孔径范围为0.03μm～1μm。5.如权利要求1所述的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，在将改性组分的可溶性化合物溶于溶剂中制成浸渍溶液中，所述改性组分包括Fe、Cu、Ti、...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔聪聪，张舸，包建勋，董斌超，曹琪，郭聪慧，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22