地质聚合物前驱体的制备方法及其制品、应用与连接方法技术

本发明专利技术提供了一种地质聚合物前驱体的制备方法及其制品、应用与连接方法，该地质聚合物前驱体的制备方法包括如下步骤：步骤a1：取硅酸钾、KOH和去离子水配制成碱激发剂，其中，所述硅酸钾、KOH和去离子水的质量比为100:4.9‑6.5:90‑115；步骤a2：取偏高岭土和步骤a1所制备的碱激发剂混合，搅拌均匀制得地质聚合物前驱体，其中，所述偏高岭土与所述碱激发剂的质量比为70‑100:195‑222。本发明专利技术技术方案所提供的地质聚合物前驱体的制备方法简单，易于操作，且其合成原料成本低廉；本发明专利技术使用烘箱在低温下即可连接成功，且连接成本低且节能环保；而且用其连接陶瓷铝件时结合牢固，无明显裂纹，且连接处连接强度相对较高。

【技术实现步骤摘要】
地质聚合物前驱体的制备方法及其制品、应用与连接方法
本专利技术属于氧化铝陶瓷领域，尤其涉及一种地质聚合物前驱体的制备方法及其制品、应用与连接方法。
技术介绍
氧化铝陶瓷由于具有高电阻率、高热导率、耐腐蚀及耐磨等优异性能在很多领域具有广泛应用。由于氧化铝陶瓷的加工性能较差，在制备大尺寸和形状复杂制品时，需要将其进行连接。氧化铝陶瓷的连接常用的方法主要有钎焊、扩散焊等。钎焊通常采用钎料在高温烧结炉中进行，主要存在的问题在于其所需连接温度较高，因此，成本较高且耗能较大。扩散焊对于焊件表面的制备和装配要求高，且焊件尺寸受到设备的限制，扩散时所需的温度和压力均较高，因此对设备的要求较高，造成成本较高。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的之一在于提供一种地质聚合物前驱体的制备方法，该地质聚合物前驱体用以连接氧化铝陶瓷件。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种地质聚合物前驱体的制备方法，包括如下步骤：步骤a1：取硅酸钾、KOH和去离子水配制成碱激发剂，其中，所述硅酸钾、KOH和去离子水的质量比为100:4.9-6.5:90-115；步骤a2：取偏高岭土和步骤a1所制备的碱激发剂混合，搅拌均匀制得地质聚合物前驱体，其中，所述偏高岭土与所述碱激发剂的质量比为70-100:195-222。其中，所述步骤a1中碱激发剂的配制方法是将硅酸钾、KOH和去离子水混合均匀，在40℃的条件下静置24h即可。其中，所述步骤a1中硅酸钾的组成为：K2O·3.3SiO2的含量为88wt％，水的含量为2wt％，余下的为其他氧化物杂质。其中，所述步骤a2中偏高岭土的组成为：SiO2的含量为54wt％，Al2O3的含量为43wt％，余下的为其他氧化物杂质。其中，所述步骤a2中搅拌速度为700-1000r/min，搅拌时间为10-15min。本专利技术的目的之二在于提供一种由上述制备方法所制得的地质聚合物前驱体。本专利技术的目的之三在于一种采用如上地质聚合物前驱体连接氧化铝陶瓷件的连接方法，包括如下步骤：步骤b1:将待连接的两个氧化铝陶瓷件的待连接面进行预处理；步骤b2:将地质聚合物前驱体涂覆于经步骤b1处理后的氧化铝陶瓷件待连接面，并将两个待连接面贴合对接，然后放入烘箱中进行低温连接，低温连接完成后即实现氧化铝陶瓷件连接。其中，所述步骤b1中预处理为抛光或/和清洗除油。其中，所述步骤b2中低温连接的温度为50-80℃，低温连接时间为24-72h。所述步骤b2中烘烤时所述陶瓷铝件置于密封容器中进行。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果在于：本专利技术技术方案所提供的地质聚合物前驱体的制备方法简单，易于操作，且其合成原料成本低廉；本专利技术氧化铝陶瓷件使用烘箱在低温下即可连接成功，且连接成本低且节能环保；本专利技术技术方案中氧化铝陶瓷件接合牢固，无明显裂纹，且连接处连接强度相对较高。附图说明图1是实施例1中制得的地质聚合物与偏高岭土的红外光谱图；图2是实施例1中制得的地质聚合物与偏高岭土的X射线衍射图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本实施例提供了一种地质聚合物前驱体的制备方法，具体步骤如下：称取100g硅酸钾(其中含88wt％的K2O·3.3SiO2；2wt％的H2O；余下为其他氧化物杂质)、5.7g的KOH和105.3g的去离子水，然后混合均匀置于40℃烘箱中24h，得到透明的碱激发剂；再称取7.9g的偏高岭土和20.2g所述的碱激发剂，将二者在搅拌器中混合，搅拌器转速为900r/min，搅拌时间为10min，混合均匀后获得的混合物即为地质聚合物前驱体，其中偏高岭土中含54wt％的SiO2、43wt％的Al2O3和3wt％的为其他氧化物杂质(除SiO2和Al2O3以外的氧化物)，其中硅酸钾中含88wt％的K2O·3.3SiO2；2wt％的H2O；余下为其他氧化物杂质(除K2O和SiO2以外的氧化物)。将待连接的两个氧化铝陶瓷件的待连接面打磨，打磨平整后若打磨面有油渍则用乙醇清洗除油，除油完成后晾干待用。将上述制备的地质聚合物前驱体涂覆在经过预处理的两个氧化铝陶瓷件的待连接面，并将两个待连接面对接形成连接件，然后密封式放入烘箱中进行低温连接，低温连接条件是在75℃的温度下保温48h，即可实现氧化铝陶瓷件连接。图1为本实施例中制得的地质聚合物与偏高岭土的红外光谱图。从图中可以看出，Si-O-Si键发生了明显的偏移，说明了地质聚合物的形成。图2为本实施例中制得的地质聚合物与偏高岭土的X射线衍射图。从图中可以看出，相比于偏高岭土的无定形峰，地质聚合物的无定形峰发生了明显的偏移，进一步证实了地质聚合物的形成。本实施例连接后的氧化铝陶瓷件接头处的剪切强度达到48MPa。实施例2本实施例提供了一种地质聚合物前驱体的制备方法，具体步骤如下：1)称取100g硅酸钾(其中含88wt％的K2O·3.3SiO2；2wt％的H2O；余下的为其他氧化物杂质)、5.7g的KOH和105.3g的去离子水，然后混合均匀置于40℃烘箱中24h，得到透明的碱激发剂；再称取8.5g偏高岭土(其中含54wt％的SiO2、43wt％的Al2O3和3wt％的为其他氧化物杂质)和21.6g所述碱激发剂，将二者在搅拌器中混合，搅拌器转速为700r/min，搅拌时间为14min，混合均匀后获得混合物即为地质聚合物前驱体。将待连接的两个陶瓷铝件的待连接面打磨，打磨平整后若打磨面有油渍则用乙醇清洗除油，除油完成后晾干待用。将上述制备的地质聚合物前驱体涂覆在经过预处理的氧化铝陶瓷件的待连接面，并将两个待连接面对接形成连接件，然后密封式放入烘箱中进行低温连接，低温连接条件是在60℃的温度下保温64h，即可实现氧化铝陶瓷件连接。本实施例连接后的氧化铝陶瓷件接头处的剪切强度达到35MPa。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质聚合物前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤a1：取硅酸钾、KOH和去离子水配制成碱激发剂，其中，所述硅酸钾、KOH和去离子水的质量比为100:4.9-6.5:90-115；/n步骤a2：取偏高岭土和步骤a1所制备的碱激发剂混合，搅拌均匀制得地质聚合物前驱体，其中，所述偏高岭土与所述碱激发剂的质量比为70-100:195-222。/n

【技术特征摘要】
1.一种地质聚合物前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a1：取硅酸钾、KOH和去离子水配制成碱激发剂，其中，所述硅酸钾、KOH和去离子水的质量比为100:4.9-6.5:90-115；
步骤a2：取偏高岭土和步骤a1所制备的碱激发剂混合，搅拌均匀制得地质聚合物前驱体，其中，所述偏高岭土与所述碱激发剂的质量比为70-100:195-222。


2.根据权利要求1所述的地质聚合物前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤a1中碱激发剂的配制方法是将硅酸钾、KOH和去离子水混合均匀，在40℃的条件下静置24h即可。


3.根据权利要求1所述的地质聚合物前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤a1中硅酸钾的组成为：K2O·3.3SiO2的含量为88wt％，水的含量为2wt％，余下的为其他氧化物杂质。


4.根据权利要求1所述的地质聚合物前驱体的制备方法，其特征在于，所述步骤a2中偏高岭土的组成为：SiO2的含量为54wt％，Al2O3的含量为43wt％，余下的为其他氧化物杂质。


5.根据权利要求1所述的地质聚合物前驱体的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛样武，康雨航，金柏希，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42