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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷,尤其涉及一种新型陶瓷粘结剂及改性陶瓷的制备方法。
技术介绍
1、在工业上,聚丙烯酸(paa)广泛应用于纺织、造纸、建筑、制药、卫生和环境保护,paa还可以与其他单体共聚形成不同功能的聚合物,这些材料可用于制备聚合物水凝胶、压敏粘合剂、离子交换树脂、超高分子量聚合物等,具有广泛而深远的应用前景;
2、paa及其衍生物在制备陶瓷浆料中的应用是公认的,paa基粘结剂可以改善陶瓷体的力学性能、烧结密度和成分均匀性,对提高陶瓷的整体性能起着重要作用,paa的低热分解温度使其在陶瓷的脱键过程中易于完全分解,残留物最少,减少了引入的杂质,通过使用各种改性技术来控制结合相的机械和化学性质,可以进一步提高粘合剂的有效性;
3、研究表明,paa基粘合剂可以在低浓度(<5.0vol%)下提高陶瓷的强度,从而使陶瓷的密度和成分均匀,例如,仅使用2.5vol%的paa基粘合剂,sio2、tio2和al2o3等氧化物的强度可以增加至少8倍,al2o3的强度增加约24倍(0.3至7.6mpa),此外,paa基粘结剂的加入提高了陶瓷的韧性,sio2的韧性提高了2.8×10-3~4.4×10-2mpa·m1/2,与聚乙烯醇(pva)相比,paa基粘合剂表现出更均匀的分布、更低的颗粒屈服应力和更小的颗粒间间隙,从而在生坯和陶瓷中产生更均匀的内部结构;
4、压电陶瓷是一种广泛使用的功能材料,可以将机械能转换为电能,反之亦然,与无铅knn基压电陶瓷相关的问题是其较差的烧结性能和低密度,这使得提高其电学性能具
5、针对上述问题,专利技术人提出一种新型陶瓷粘结剂及改性陶瓷的制备工艺用于解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是:
2、研制开发一种新型陶瓷粘结剂及改性陶瓷的制备方法,通过新型陶瓷粘结剂的使用,使得最终制得的改性陶瓷的性能达到最佳:由acpaa合成的knn陶瓷具有最佳的组合性能,压电常数为d33~108pc/n,paa-dm的击穿强度为eb~3.93kv/cm,通过颗粒尺寸和粘合剂的热行为的协同作用达到了上述的效果。
3、为了达到上述目的,本专利技术采用了以下技术方案:
4、一种新型陶瓷粘结剂,包括下述组分:paa基粘合剂和改性剂。
5、作为本方案的进一步改进,所述改性剂为甲基丙烯酸二乙氨基乙醛、碱性聚丙烯酸钠、非极性聚丙烯酸钠、非离子聚丙烯酰胺、柠檬酸和柠檬酸钠缓冲液、中性羟丙基甲基纤维素、羟基被乙烯-乙烯、2-乙基己酯和聚丙烯酸钠中的任意一种或多种。
6、一种改性陶瓷的制备方法,包括下述制备步骤:
7、s1、将k2co3、na2co3及nb2o5加入行星式球磨机中,加入zro2球和无水乙醇进行一次研磨,得到浆料;
8、s2、将s1中得到的浆料加入干燥机中,对浆料进行干燥,得到干燥浆料;
9、s3、将s2中得到的干燥浆料加入煅烧设备中,对干燥浆料进行煅烧,得到细粉末;
10、s4、将s3中得到的细粉末加入行星式球磨机中,进行二次球磨,然后将权利要求1-2中任一项所述的改性paa基粘结剂以及二次球磨后的细粉末加至混合设备中,对细粉末及改性paa基粘结剂进行混合,得到造粒颗粒;
11、s5、将s4中得到的颗粒压制成直径为12-15mm的圆盘,随后,将圆盘加热至600℃后,保温3h,充分去除圆盘坯体中的粘结剂,然后再将温度升高至1080-1110℃,让坯体完全成瓷;
12、s6、最后,在成瓷的陶瓷上下表面刷上银浆,在600℃下保温30min,银浆固化在成瓷的陶瓷表面,形成致密的电极,即得到改性陶瓷。
13、作为本方案的进一步改进,所述k2co3的纯度为99%,所述na2co3的纯度为99.8%,所述nb2o5的纯度为99.5%,所述一次研磨时间为12-20h。
14、作为本方案的进一步改进,所述干燥浆料的煅烧温度为800-1000℃,煅烧时间为6-10h,在s4中,所述二次研磨时间为12-18h。
15、作为本方案的进一步改进,所述圆盘的压制压力为10-20mpa,所述圆盘的烧结时间为5-8h。
16、作为本方案的进一步改进,所述陶瓷坯体的烧结温度为1080-1110℃,烧结时间为5-8h。
17、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:
18、1、通过本专利技术中的陶瓷粘结剂以及s1-s6的制备工艺制备得到的改性陶瓷,其中paa的官能团为羧基(-cooh),其离解方程为r-cooh h2o-r-coo-h2o,随着ph值(4.5-5)的增加,离解形成的带负电荷的羧酸基团(coo-)会与knn中的k、na和nb离子结合,并通过静电吸引聚集在粉末周围,因此结合效果良好;
19、2、通过本专利技术中的陶瓷粘结剂以及s1-s6的制备工艺制备得到的改性陶瓷,对ph值或离子浓度变化不敏感的电中性聚合物或官能团可以屏蔽部分电离的paa骨架产生的电位层,以减少团聚并控制颗粒尺寸,knn混合原料处于杂质电荷区,含有多种非等效离子,因此ph范围宽,颗粒团聚严重,因此,paa官能团的改性可以缩小造粒过程中的杂质电荷区,也有利于增强陶瓷粉末的造粒效果。
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1.一种新型陶瓷粘结剂,其特征在于,包括下述组分:PAA基粘合剂和改性剂。
2.根据权利要求1所述的新型陶瓷粘结剂,其特征在于,所述改性剂为甲基丙烯酸二乙氨基乙醛、碱性聚丙烯酸钠、非极性聚丙烯酸钠、非离子聚丙烯酰胺、柠檬酸和柠檬酸钠缓冲液、中性羟丙基甲基纤维素、羟基被乙烯-乙烯、2-乙基己酯和聚丙烯酸钠中的任意一种或多种。
3.一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,包括下述制备步骤:
4.根据权利要求3所述的一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,在S1中,所述K2CO3的纯度为99%,所述Na2CO3的纯度为99.8%,所述Nb2O5的纯度为99.5%,所述一次研磨时间为12-20h。
5.根据权利要求3所述的一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,在S3中,所述干燥浆料的煅烧温度为800-1000℃,煅烧时间为6-10h,在S4中,所述二次研磨时间为12-18h。
6.根据权利要求3所述的一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,在S5中,所述圆盘的压制压力为10-20MPa,所述圆盘的烧结时间为5-8h。
7.根据权利
...【技术特征摘要】
1.一种新型陶瓷粘结剂,其特征在于,包括下述组分:paa基粘合剂和改性剂。
2.根据权利要求1所述的新型陶瓷粘结剂,其特征在于,所述改性剂为甲基丙烯酸二乙氨基乙醛、碱性聚丙烯酸钠、非极性聚丙烯酸钠、非离子聚丙烯酰胺、柠檬酸和柠檬酸钠缓冲液、中性羟丙基甲基纤维素、羟基被乙烯-乙烯、2-乙基己酯和聚丙烯酸钠中的任意一种或多种。
3.一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,包括下述制备步骤:
4.根据权利要求3所述的一种改性陶瓷的制备方法,其特征在于,在s1中,所述k2co3的纯度为99%,所述na2co3的纯度为99.8%,所...
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