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专利号: 2022102583220
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

3+

1.一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,在硅镁助剂下,采用3+ 4+ 3+

空气氛围闪烧,其化学式为(RexM1‑x)3(CryAl1‑y)5O12,式中x为Re 或Re 掺杂M 的摩尔比,03+ 3+

≤x≤0.08,y为Cr 掺杂Al 的摩尔比,0<y≤0.10,Re为Nd、Ce、Yb、Sm中的一种,M为Y、Lu中的一种;

具体包括以下步骤:

(1)浆料配制:按照化学式中各元素的化学计量比分别称取纯度为99.99%以上M2O3粉体、α‑Al2O3粉体、Re2O3粉体或ReO2粉体、Cr2O3粉体,称量后置于球磨罐中,加入烧结助剂、分散剂和无水乙醇配制成浆料;

(2)球磨及粉体处理:将装有浆料和磨球的球磨罐置于球磨机中进行球磨得到混合浆料,将混合浆料干燥后研磨过筛后得到混合粉体;

(3)粉体成型:将混合粉体放入磨具中干压成型获得素坯,将素坯置于密封袋中,再进行冷等静压成型;将成型后的素坯置于马弗炉中煅烧后自然降温得到陶瓷坯体;

(4)素坯烧结:将制备好的陶瓷坯体置于烧结炉中,先打开辅助加热电源进行加热,辅助加热电源为感应加热电源,后打开高压直流闪烧电源,在素坯两侧通直流电线性增加电压直至发生闪光现象,控制电流降至900‑1000A,持续40‑80s,闪烧结束后,在恒流状态下保3+

温5‑30min,以2‑5℃/min的降温速率降至室温,最后进行抛光处理得到厚度为1‑5mm的Cr掺杂石榴石基透明陶瓷。

3+

2.根据权利要求1所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(4)中,通过辅助加热电源以90‑120℃/min加热至1000‑1200℃;线性增加电压到300‑500V/cm。

3+

3.根据权利要求1或2所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述烧结助剂为MgO与TEOS的混合物,二者之间的质量比为1:(2‑5);烧结助剂的添加量为M2O3粉体和α‑Al2O3粉体质量总和的0.08‑1.25wt.%;所述分散剂为美国Polymer Innovations公司的强聚合分散剂DS005,分散剂的添加量为M2O3粉体和α‑Al2O3粉体质量总和的0.05‑0.08wt.%;浆料的固含量为20‑55%。

3+

4.根据权利要求1或2所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(2)中,磨球为高纯氧化铝球,球磨方式为行星球磨,球磨转速为100~280r/min,球磨时间为7‑16h。

3+

5.根据权利要求1或2所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(2)中,干燥温度为60‑100℃,干燥时间为8‑24h,筛网的目数为80~300目。

3+

6.根据权利要求1或2所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(3)中,干压成型压力为20‑90Mpa,压力保持时间10‑50s,冷等静压成型压力为120‑300Mpa,冷等静压保压时间为5~40min。

3+

7.根据权利要求1或2所述的一种闪烧制备Cr 掺杂石榴石基透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(3)中,煅烧温度为300‑1100℃,煅烧时间为3‑15h;自然降温至20‑60℃。