含陶瓷料粒的粉末制造技术

本发明专利技术涉及一种具体地旨在用于生产陶瓷烧结零件的粒状粉末，所述粉末基于干物质具有以下化学重量组成，即：至少1%的第一粘结剂，该第一粘结剂具有小于或等于25°C的玻璃化转变温度；0-4%的另外的粘结剂，该另外的粘结剂具有大于25°C的玻璃化转变温度；0-4%的不同于该第一粘结剂以及该另外的粘结剂的临时性添加剂，该第一粘结剂、该另外的粘结剂以及该临时性添加剂的总含量小于9%；0-15%的用于烧结该陶瓷材料的添加剂；至少2%的杂质；并且剩余物包括陶瓷材料以及可选地用于稳定所述陶瓷材料的试剂，以补足100%。根据本发明专利技术，该粉末的中值直径D50在80与130μm之间，百分位数D99.5小于500μm并且这些颗粒的相对密度在30%与60%之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种包含基于陶瓷的料粒的粉末、涉及ー种用于生产此类料粒的方法、并且涉及一种由此类料粒获得的烧结的零件。
技术介绍
在基于陶瓷的烧结零件中，其机械强度随着零件中缺陷的数量而减小并且随着密度而增加。JP8217448说明了使用基于氧化锆的料粒用于增加烧结后的密度以及三点弯曲強度。这些料粒是通过对滑浆(slip)进行喷雾干燥而获得的，其比重被调节为在O. 80与I.2g/cm3之间。这个比重是通过強烈的搅拌并且还通过使用发泡剂或泡沫抑制剂来进行调 节的。这些实例还披露了向这种滑浆中加入3% (作为干物质的百分比)的丙烯酸树脂。这些料粒具有在O. 01与O. 2mm之间的直径以及约60微米的中值直径。它们允许在预成型件的生产过程中良好的模具填充并且具有在成型压カ的作用下变形的能力，由此限制了压制后在预成型件中存在的缺陷的数目。然而，在JP8217448中说明的料粒并不适合于生产具有大尺寸的零件，并且特别是用于生产具有大于IOOcm3体积的零件。的确，从JP8217448中说明的料粒获得的具有大尺寸的零件在烧结之后可表现在其内芯中的裂缝以及还有表面缺陷，主要是片脱落缺陷。对于以下粉末存在恒定的需要，该粉末使之有可能生产烧结的基于陶瓷材料的具有大于IOOcm3体积的零件，特别是其中所有的尺寸都是大于2cm，同时具有良好的机械性能水平以及高密度。本专利技术的ー个目的就是满足这种需要。
技术实现思路
本专利技术提出了ー种具体地g在用于生产陶瓷烧结的零件的包含料粒的粉末，所述粉末具有以下基于干物质按重量计的化学组成陶瓷材料以及，可选地用于所述陶瓷材料的稳定剂以达到100% ；至少I. 0%的第一粘结剂，该第一粘结剂具有小于或等于25。C的玻璃化转变温度(Tg)；0-4%的另外的粘结剂，该另外的粘结剂具有大于25。C的玻璃化转变温度；0-4%的不同于该第一粘结剂以及该另外的粘结剂的临时性添加剤，所述第一粘结齐U、所述另外的粘结剂以及所述临时性添加剂的总含量小于9. 0% ；0-15%的用于烧结所述陶瓷材料的添加剂；小于2.0%的杂质；该粉末的中值直径D5。在80与130 μ m之间，百分位数D99.5小于500 μ m并且这些颗粒的相对密度在30%与60%之间。优选地，大于80%，大于90%，或甚至实质上100%的这些料粒具有根据该粉末组分的组成。如在本说明的其余部分将会更详细地看到，诸位专利技术人已经发现了根据本专利技术的料粒尺寸的具体分布使之有可能获得优异的机械性能水平，前提是该第一粘结剂、另外的粘结剂以及该临时性添加剂的总含量被限制为小于9. 0%。诸位专利技术人事实上已经发现，与这种在与中值直径成比例地増加粘结剂的含量的通常的惯例不同，有利的是在提出权利要求的中值直径范围内将第一粘结剂的含量保持为相对较低。具体地讲，他们已经发现了第一粘结剂在含量上的这种限制限制了出现永久性的内部缺陷，即，在这种通过压制所述料粒而获得的预成型件的烧结过程中缺陷未被去除。诸位专利技术人还观察到，与这种在加入具有高玻璃化转变温度的粘结剂以改进生坯状态的机械强度的通常惯例不同，有利的是选择具有小于25。C的玻璃化转变温度的粘结齐U。事实上他们已经观察到这种类型的粘结剂有利于在压制过程中料粒的变形，然而没有不可接受地减小它们在生坯状态中的机械强度。使用具有低玻璃化转变温度的粘结剂是与ー种技术预见相反的，根据这种预见，在生坯状态中的机械强度被认为是随着该粘结剂的玻璃化转变温度而减小。根据本专利技术的粉末还可以包含以下可选的并且优选的特征中的ー种或多种该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成氮化物、碳化物、氧化物、氧碳氮化物、及其混合物。优选地，该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成氮化铝、氮化硼、氮化硅、氮化钛及其混合物，该氮化物优选地是氮化硅；和/或，该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成碳化钛、碳化硅、碳化钨、碳化锆及其混合物，该碳化物优选地是碳化硅；和/或，该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成氧化铝，氧化锆，含氧化锆稳定剂的氧化锆，含氧化锆稳定剂的氧化铝与氧化锆混合物，氧化钇，氧化铈，稀土掺杂的氧化铈，氧化锆掺杂的氧化铈，尖晶石MgAl2O4,石榴石，优选Y3Al5O12,分子式为A’ B’ O3的钙钛矿，A’优选地选自下组，该组由以下各项构成元素Sr、Ca、Mg、Pb、Ba、La、Ce及其混合物；并且B’优选地是选自下组，该组由以下各项构成元素Ti、Zr、Hf、Sn、Mn及其混合物；和/或 长石，优选地具有分子式X0. Al2O3. 2Si02，其中X选自周期表中第2族(碱土金属)的元素及其混合物组成的组；具有分子式X’ 20. Al2O3- 2Si02，其中V选自周期表中第I族(碱金属)的元素及其混合物组成的组；具有分子式Z2O3. Al2O3- 2Si02，其中Z选自由稀土组成的组，及其混合物； 堇青石,优选地具有分子式X’ 20. Al2O3- (5/2) SiO2，其中V选自周期表中第I族(碱金属)的元素及其混合物组成的组；具有分子式Z2O3. Al2O3- (5/2) SiO2，其中Z选自由稀土及其混合物组成的组； 及其混合物；及其混合物。优选地，该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成氧化铝，含氧化锆稳定剂的氧化锆，该稳定剂选自下组，该组由以下各项构成Υ203、Sc203、MgO, CaO, CeO2、及其混合物；含氧化锆稳定剂的氧化铝与氧化锆的混合物，该稳定剂选自下组，该组由以下各项构成γ203、Sc203、MgO, CaO, CeO2、及其混合物；氧化钇，氧化铈，稀土掺杂的氧化铈，该稀土选自下组，该组由以下各项构成La203、Pr2O3> Sm2O3>Gd2O3及其混合物，优先选自下组，该组由以下各项构成La203、Gd2O3及其混合物；氧化锆掺杂的氧化铈，尖晶石MgAl2O4,式A’ B’ O3的钙钛矿，A’优选地选自下组，该组由以下各项构成元素Sr、Ca、Pb、Ba及其混合物；并且B’优选地是选自下组，该组由以下各项构成元素Ti、Zr及其混合物，优选地是钙钛矿(Pb (Zr, Ti) O3 和(Ca, Ba, Sr) TiO3 ；长石，优选地具有分子式Z2O3. Al2O3. 2Si02，其中X选自由元素Mg、Ca、Sr及其混合物组成的组；具有分子式V 20. Al2O3. 2Si02，其中X’选自由元素Na、K及其混合物组成的组；具有分子式La2O3. Al2O3- 2Si02,及其混合物；堇青石,优选地具有分子式X0. Al2O3. (5/2) SiO2，其中X选自由Mg、Ca及其混合物组成的组；具有分子式V 20. Al2O3. (5/2) SiO2，其中X’选自由元素Na、K及其混合物组成的组；具有分子式La2O3. Al2O3- (5/2) SiO2,及其混合物；及其混合物。优选地，该氧化物选自下组，该组由以下各项构成氧化铝和基于该氧化物与稳定剂的含量之和含2%与30%之间的氧化锆稳定剂的氧化锆，该氧化锆稳定剂选自下组，该组由以下各项构成γ203、Sc203、MgO, CaO, CeO2、及其混合物；该MgO+CaO含量基于该氧化物与稳定剂含量之和小于5%。该陶瓷材料选自下组，该组由以下各项构成=S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.24 FR 09595831.ー种具体地_在用于生产陶瓷烧结的零件的包含料粒的粉末，所述粉末基于干物质具有以下按重量计的化学组成 陶瓷材料以及，可选地，用于所述陶瓷材料的稳定剂以补足100% ； 至少I. 0%的第一粘结剂，该第一粘结剂具有小于或等于25。C的玻璃化转变温度； 0-4%的另外的粘结剂，该另外的粘结剂具有大于25。C的玻璃化转变温度； 0-4%的不同于该第一粘结剂以及该另外的粘结剂的临时性添加剤，所述第一粘结剂、所述另外的粘结剂以及所述临时性添加剂的总含量小于9. 0% ； 0-15%的用于烧结该陶瓷材料的添加剂； 小于2. 0%的杂质； 该粉末的中值直径D5tl在80与130 μ m之间，百分位数D99.5小于500 μ m并且这些颗粒的相对密度在30%与60%之间。2.如前ー权利要求所述的粉末，其中该陶瓷材料选自氮化物、碳化物、氧化物、氧碳氮化物、及其混合物。3.如以上权利要求中任一项所述的粉末，其中该陶瓷材料选自氮化铝、氮化硼、氮化娃、氮化钛、碳化钛、碳化娃、碳化鹤、碳化错、氧化招、氧化钇、氧化铺、掺杂稀土的氧化铺、掺杂氧化锆的氧化铈、尖晶石MgAl2O4、石榴石、具有分子式A’ B’ O3的钙钛矿、长石、堇青石、及其混合物。4.如前ー权利要求所述的粉末，其中 对于掺杂稀土的氧化铈，所述稀土选自La203、Pr2O3> Sm2O3> Gd2O3及其混合物，和/或对于结构A’ B’ O3的钙钛矿，该元素A’选自元素Sr、Ca、Pb、Ba及其混合物；并且B’选自元素Ti、Zr及其混合物，和/或 这些长石选自分子式为X0. Al2O3- 2Si02的长石，其中X选自周期表中第2族的元素及其混合物；和/或分子式为V 20. Al2O3. 2Si02的长石，其中V选自元素周期表第I族的元素及其混合物；和/或分子式为Z2O3. Al2O3- 2Si02的长石，其中Z选自稀土，和/或 这些堇青石选自分子式为X0. Al2O3. (5/2) SiO2的堇青石，其中X选自周期表中第2族的元素及其混合物；分子式为V 20. Al2O3- 5/2Si02的堇青石，其中V选自元素周期表第I族的元素及其混合物；以及分子式为Z2O3. Al2O3. (5/2) SiO2的堇青石，其中Z选自稀土及其混合物。5.如权利要求I所述的粉末，其中该陶瓷材料是氧化铝、碳化硅、氮化硅及其混合物。6.如以上权利要求中任一项所述的粉末，其中 该陶瓷材料是氧化铝Al2O3,并且 第一粘结剂的含量基于干物质按重量计的百分比在2. 5%与4%之间，并且 杂质的含量基于干物质按重量计的百分比小于1%，并且 残留水分的含量基于该湿粉末按重量计的百分比在O. 2%与1%之间。7.如权利要求I所述的粉末，其中 该陶瓷材料是氧化铝Al2O3,并且 所述烧结添加剂的含量在O. 02%与15%之间，所述烧结添加剂选自元素Si、稀土、元素周期表第2、3、4族元素的氧化物及其混合物，并且 第一粘结剂的含量基于干物质按重量计的百分比在2. 5%与4%之间，并且杂质的含量基于干物质按重量计的百分比小于1%，并且 残留水分的含量基于该湿粉末按重量计的百分比在O. 2%与1%之间。8.如权利要求I所述的粉末，其中 该陶瓷材料是碳化硅SiC，并且 第一粘结剂的含量基于干物质按重量计的百分比在2. 5%与4%之间，并且 杂质的含量基于干物质按重量计的百分比小于1%，并且 残留水分的含量基于该湿粉末按重量计的百分比在O. 2%与1%之间。9.如权利要求I所述的粉末，其中 该陶瓷材料是碳化硅SiC，并且 烧结添加剂的含量在O. 5%与5%之间，所述烧结添加剂选自元素Si、Al、和B，稀土元素、元素周期表第2、3、和4族元素的氧化物，及其混合物；元素Si、Al、和B，稀土元素、元素周期表第2、3、和4族元素的氮化物，及其混合物；元素Si、Al、和B，稀土元素、元素周期表第2、3、和4族元素的碳化物，及其混合物；并且 第一粘结剂的含量基于干物质按重量计的百分比在2....

【专利技术属性】
技术研发人员：纳比尔·纳哈斯，
申请(专利权)人：法商圣高拜欧洲实验及研究中心，
类型：发明
国别省市：